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本报天津消息(记者 张熙 通讯员 吴军辉)日前，记者从南开大学获悉，该校化学学院赵斌教授、电子信息与光学工程学院王卫超教授联合研究团队，成功研获一种同时具有光解水产氢和光降解有机物双功能的新型高效光催化剂。该催化剂具有极高的热稳定性、水稳定性和催化效能，且可重复利用，这对解决能源短缺、环境污染等地球问题具有重要应用价值。日前，介绍该成果的论文在线发表于国际顶级学术刊物《德国应用化学》。
据介绍，光解水产氢和光降解有机物是解决能源短缺和环境污染两大世界性难题的有效途径之一，而光催化剂在其中扮演着十分重要的角色。传统的光催化剂主要是贵金属和异质结构半导体材料，由于贵金属的自然储量有限、价格高昂，异质结构半导体的结构复杂、制备成本高，阻碍了其在解决环境和能源问题上的应用。
在寻找新型光催化剂的过程中，金属有机框架材料因其具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则等优点，迅速成为近年来的研究热点。然而，金属有机框架材料通常不具有热和水的稳定性，且耐酸碱能力差，限制了它在光催化领域的应用。
赵斌教授、王卫超教授联合研究团队克服以上困难，成功研获了一种同时具有光解水产
氢和光降解有机物双功能的新型高效光催化剂--半导体金属有机框架{[CuICuII2(DCTP)2]NO3·1.5DMF}n(以下简称MOF-1)。这在以往的金属有机框架材料的研究中还未有报道。
MOF-1的设计、制备及其光催化实验由赵斌教授研究组完成。研究人员在设计过程中避免使用贵金属元素，其成分只包含铜、碳、氮和氢元素，并且通过设计新的配体得到了很好的热稳定性，通过热重分析法发现MOF-1在高达300摄氏度的高温下仍可稳定存在。
MOF-1光催化性能的理论预测由王卫超教授研究组实现。研究人员发现MOF-1是一种具有2.0电子伏带隙的半导体，这与实验中紫外-可见光谱分析所得结果非常吻合。随后又预测出MOF-1将同时具有光解水产氢和光降解有机物的双重功能。这在以往的金属有机框架材料的研究中还未有报道。
在后续实验中，研究人员测量出MOF-1光解水产氢的能力达160μmol/g，这样高的效率在现有的金属有机框架材料中十分少见。研究人员还重复性实验验证了MOF-1的可重复利用性，这对降低污染物治理成本至关重要。
据了解，介绍该项目成果的论文已在线发表于最新一期的《德国应用化学》(Ange-wandteChemie)上。
http://epaper.jwb.com.cn/zgjsscb/html/2016-01/29/content_1_6.htm
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