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新聞網訊 傳統半導體光催化劑受載流子產率、遷移率以及反應域的限制，光催化效率似乎難以得到更大的提高。近日，物理科學學院教授龍云澤與中科院北京納米能源與系統研究所院士王中林合作，提出了一種基于液滴摩擦電納米發電機的高效接觸電催化方法。與傳統的半導體催化劑不同，它利用水滴與聚四氟乙烯PTFE接觸帶電過程中轉移的電荷參與催化，輸出的電信號還可以監測催化程度。該團隊研究了可見光下接觸電催化過程中活性氧是如何循環生成的，證明了液固界面的接觸起電過程伴隨著大量強氧化自由基的產生，完善了寬帶隙聚合物作為催化劑的催化機理。實驗表明，機械力驅動的載流子的高效遷移和分布在整個水域內的活性氧極大地提高了染料的降解效率，結晶紫染料在38秒內降解效率達到90%，速率常數k高達3.7每分鐘，創造了催化領域的新紀錄。該團隊提出的高效接觸電催化技術實現了污染物液滴可以通過流過介質膜的表面來降解，這種簡單結構和有效方法可實現廢水中的難以降解污染物的低成本工業化降解。

該工作以題為“接觸起電使絕緣體聚合物在可見光下實現高效催化”發表在國際知名期刊Water Research 226 (2022) 119242上（影響因子13.4，自然指數Nature Index來源期刊，環境科學與生態學Top期刊）。論文第一作者是物理科學學院博士研究生宋威志、碩士研究生張甍與中科院北京納米能源與系統研究所博士研究生邱薈靜，論文通訊作者是龍云澤與王中林。