2023年重点实验室学术交流报告第六期

        2023年5月11日，重庆市重点实验室学术交流报告第六期在重庆大学虎溪校区理科楼LE423室顺利进行。报告人为重庆大学物理学院在读博士研究生段有雨，报告题目为《氮化碳材料的表面调控及其光催化性能研究》。习近平总书记在联合国大会上提出了中国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和的“双碳”目标。我国是能源消耗大国，石油、天然气等化石能源的对外依存度极高，能源安全及结构性矛盾突出，且化石能源的碳排放总量较高，因此，通过太阳能直接将CO₂还原为高附加值的液体燃料被认为是实现“双碳”目标的一种重要途径，对于人类的可持续发展具有重要意义。报告人针对CO₂光催化还原过程中普遍存在的关键科学问题：（1）催化剂的本征活性位点数量少导致催化效率不高；（2）当前催化剂研究大多数停留在实验室阶段，难以实现大剂量制备以及工业化应用，选取一种基于碳和氮的纳米材料--氮化碳。该材料能够吸收可见光，并利用光子的能量催化CO₂还原反应。同时，氮化碳作为光催化剂，可广泛获得的、具有成本效益，很容易大规模生产。更重要的是，氮化碳可以用来替代昂贵且有潜在毒性的金属基催化剂。此外，这种氮化碳材料稳定、坚固，并可轻易回收利用。综上所述，针对拟解决的关键科学问题，报告人采用构建缺陷和单原子金属表面活性位点的策略，来调控电子能态结构进而提高光生载流子的分离效率。同时，报告人也经过精心设计制备过程，从获得8个诺贝尔化学奖的配位化学汲取灵感，提出通过原位聚合方法，成功实现大剂量单原子氮化碳光催化剂的制备。报告现场学术氛围浓厚，现场学生就报告内容展开了深入的讨论。本次报告推动了重点实验室学术交流，促进交叉学科的融合创新，加强了实验室师生对各领域的研究最新动态的了解，从学术层面助力我校“双一流”建设。