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신형 고효율 황화물 촉매 개발
  • 등록일2020.10.30
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중국과학기술대학교 Yu Shu-hong(兪書宏) 연구팀은 콜로이드 화학적 합성법을 개발하여 우수한 광촉매 수소생산 성능을 보유한 신형 4차원 황화물 단결정 나노리본 광촉매를 제조함으로써 신형 고효율 광촉매의 설계 및 개발을 위한 새로운 방법을 제공했다. 해당 성과는 "Nature-Communication"에 게재되었다.
신형 반도체 나노 재료를 개발하여 태양에너지를 포착하고 고효율 광화학적 전환을 달성하는 것은 글로벌 에너지원과 환경 위기를 해결하는 이상적인 방법이다. 구리 기반 다중황화물은 양호한 가시광 흡수 성능을 보유하며 주요한 광촉매 재료이다. 그러나 낮은 전도율과 높은 광 생성 캐리어 재결합 속도는 구리 기반 다중황화물의 광촉매 분야에서의 응용을 방해하며 따라서 고효율 구리 기반 4차원 황화물 광촉매제의 제조는 중요한 도전에 직면해 있다.
연구팀은 나노 결정의 형태와 표면 결정면이 반도체 재료의 광촉매 성능을 효과적으로 향상시키고 최적화할 수 있으며 단결정 구조의 구리 기반 다중황화물이 전하 분리에 더 유리하여 광촉매 성능을 향상시킴을 발견했다. 연구팀은 간단한 콜로이드 화학적 합성법을 설계하여 성공적으로 특정 결정면만 노출하는 단결정 구리 기반 다중황화물 나노리본을 제조했다. 해당 나노리본 광촉매제는 성능이 우수하고 양호한 안정성을 보유한다.
해당 연구는 계면 활성제의 보조 작용을 이용하여 성공적으로 특정 결정면을 노출하는 나노리본을 제조함과 아울러 다중황화물 나노 광촉매제 설계의 새로운 전략을 제안했다. 해당 방법은 기타 다중 칼코게나이드 나노 결정의 합성에 응용될 전망이다. 아울러 합성법을 보완하여 형태와 표면의 미세 조정을 달성함으로써 광전 검출과 광전 촉매 등 분야에서 독특한 응용 가치를 가질 것으로 예상된다.

정보출처 : https://www.cas.cn/cm/202010/t20201028_4764499.shtml