报告题目:

不对称取代策略协同调控能带结构与 sp C-Ti键桥接界面，构筑高效石墨炔/二氧化钛异质结光催化剂

报告人:

姜超

所在单位:

山东协和学院

报告人简介:

姜超，山东协和学院医学院副教授，主要从事生物纳米材料、中医药物递送及抗菌精准药物研发工作，聚焦纳米材料在精准医疗领域的交叉应用研究。博士毕业于山东大学化学与化工学院物理化学专业，师从李玉良院士、王宁教授，主要开展石墨炔新型纳米材料精准合成研究，探究其催化、储能性能，为纳米材料应用于精准医疗领域奠定理论与技术基础。硕士就读于内蒙古大学化学化工学院，师从褚海斌教授，从事甘油催化氧化相关研究，积累了扎实的功能材料设计与优化经验。现阶段主要围绕生物纳米材料与精准医疗开展交叉研究，聚焦中医药物递送、抗菌精准治疗等核心方向，探索纳米功能材料在生物医药领域的创新应用。学术成果主要聚焦纳米材料催化、储能领域，已在《NANO-MICRO Letters》《Chemical Engineering Journal》等多个国内外权威期刊发表相关论文，具备扎实的纳米材料研究功底。

报告摘要:

光催化是一种绿色环保的清洁能源转化技术，其核心原理在于提升光生载流子的分离与迁移效率，从而高效生成活性自由基。实现该目标的关键，是构建具有适宜能带结构与强界面相互作用的复合光催化体系。本研究采用不对称取代策略，成功制备了甲氧基取代石墨炔（OGDY），以此调控石墨炔（GDY）的电子结构，将石墨炔带隙由1.61 eV拓宽至2.37 eV。具有宽带隙的甲氧基取代石墨炔与二氧化钛纳米花（TNB）形成良好的能带匹配，构筑出Ⅱ型异质结结构，显著提升了复合光催化剂（OTNB）的光生电子-空穴对分离效率。同时，OGDY与TNB的异质结界面处形成sp碳-钛键，为复合体系内的光生载流子搭建了高效迁移通道，大幅提升载流子迁移效率。依托Ⅱ型异质结与界面sp碳-钛键的协同效应，OTNB展现出优异的光催化降解性能。可见光条件下，OTNB可在10分钟内实现罗丹明B（RhB）100%降解，其降解速率达0.52 min-1，分别是纯二氧化钛纳米花（TNB）、氢对称取代石墨炔复合体系（HTNB）的50倍与4倍。本研究充分体现了石墨炔基异质结设计在协同优化能带结构与界面作用方面的显著优势，为开发高效、可控、稳定的光催化材料提供了全新的界面调控策略。