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“光催化材料的能带与微观结构调控”荣获国家自然科学奖二等奖
 
2021-11-03 | 文章来源:科技处        【 】【打印】【关闭

  11月3日,2020年度国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。我所完成的“光催化材料的能带与微观结构调控”获得国家自然科学奖二等奖,项目主要完成人为:刘岗、成会明、杨勇强、牛萍、康宇阳。

  该项目针对太阳能光催化三个基本过程中制约光催化材料活性的核心科学问题,系统、深入地开展了光催化材料能带和微观结构调控的基础研究,取得了多项原创性成果,主要包括:1)发现了能带结构修饰剂在光催化材料晶粒内的空间分布是调控带隙进而整体改变光吸收边的本质因素,并提出了利用原子结构通道促进扩散、利用间隙异质原子弱化强键合来降低断键能的两类思路来实现均相调控,开拓了发展宽光谱吸收光催化材料的新途径;2)研制出具有电荷短程迁移特征的二维光催化材料,实现了光生电子与空穴的空间分离;设计了含非饱和/饱和价态阳离子的核/壳结构光催化材料,突破了光生电子、空穴迁移率内在不匹配性对电荷分离的物理制约瓶颈;3)实现了光催化材料的晶面选择性暴露,阐明了晶面特征与能带边位置、电荷表面转移的关联机制,为实现可控表面电荷转移奠定了基础。相关研究成果不仅有力地推动了高效太阳能驱动光催化材料的发展,还辐射到了多个无机非金属功能材料研究领域。

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