【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100068
同时提升体相和表面电荷分离与利用效率对于实现高效光催化析氢反应至关重要。本研究采用溶剂蒸发策略,将NiCr2O4纳米片负载于孪晶Cd0.5Zn0.5S (T-CZS)纳米颗粒表面,成功制备了NiCr2O4/T-CZS复合材料。经过优化,6% NiCr2O4/T-CZS在以聚乳酸(PLA)塑料为牺牲剂的NaOH溶液中析氢速率(rH2)达到81.4 mmol∙h−1∙g−1,这一显著提升主要归因于T-CZS由纤锌矿Cd0.5Zn0.5S (WZ-CZS)和闪锌矿Cd0.5Zn0.5S (ZB-CZS)组成,二者能带结构存在微小差异,使得WZ-CZS与ZB-CZS之间及T-CZS与NiCr2O4之间形成了S型电荷转移路径,从而促进了体相和界面电荷快速分离,确保了具有强还原能力的电子参与析氢反应(HER)。此外,借助NiCr2O4的局域表面等离子体共振(LSPR)效应,增强了体系对紫外-可见-近红外光的吸收,产生的热电子进一步促进了HER。同时,NaOH溶液增强了空穴的氧化反应驱动力,间接提高了HER动力学。研究还发现,其它金属铬酸盐(MCrxOy),如CoCr2O4、AgCrO2、Bi6CrO12、BaCrO4、ZnCr2O4、CdCr2O4、CuCr2O4等,也能不同程度提高T-CZS析氢活性。上述研究结果表明,同质异质结中体相与界面S型电荷转移路径能够实现高效光催化产氢与废塑料降解过程的有效协同,为解决能源与环境挑战提供了新的思路。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503010
随着人工智能(AI)迅猛发展,高分子化学教学迎来了诸多革新机遇,却也面临一系列挑战。本文深度剖析AI在教学内容、方法、课堂模式以及师生角色转变等方面的创新实践,并探讨其面临的问题。通过实际案例提出提升教师素养、完善教学资源建设等应对策略,旨在推动AI与高分子化学教学深度融合,全方位提升教学质量。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412034
在“硫代硫酸钠标准液的配制和标定”实验的操作过程中,大一新生因使用了未经稀释的硫代硫酸钠溶液意外在滴定环节产生大量淡黄色沉淀;学生们经过自主探究,重现了实验现象,调控体系pH ≈ 5时制备出较为稳定的硫胶体体系。通过课外文献调研、估算和分析,学生们推断沉淀成分并推测了硫单质的均相成核沉淀过程,提出可以使用硫胶体替代传统Fe(OH)3胶体用于实验教学与课堂演示。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100171
将硫化氢(H2S)有毒废气转化为氢气(H2)和高附加值含硫化学品一直是光催化分解H2S领域的重要研究目标。本文借助孪晶Mn0.5Cd0.5S (T-MCS)固溶体的结构优势促进光催化剂体相电荷分离,并将导电性能优异的二硫化镍(NiS2)负载于T-MCS表面,构建了NiS2/T-MCS界面肖特基结与体相S型孪晶同质结复合光催化剂。研究表明,NiS2不仅引入了大量活性位点,而且显著改善了表面电荷分离效率。以0.1 mol L−1 (M)硫化钠(Na2S)与0.6 M无水亚硫酸钠(Na2SO3)吸收H2S后的饱和溶液作为反应液,8 wt% NiS2/T-MCS复合材料产氢速率可达59.95 mmol h−1 g−1。傅里叶变换红外光谱(FTIR)与紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)证实反应液中硫化合物几乎完全转化为硫代硫酸钠(Na2S2O3),并通过滴定法对S2O32−含量进行了定量测定。本文制备的肖特基结与固溶体孪晶同质结复合材料为开发高效H2S光催化转化体系,以及同时获得H2和Na2S2O3提供了重要实验参考。
