中科大日前發(fā)布消息，該校熊宇杰教授課題組通過(guò)與江俊教授、張群副教授在材料設(shè)計(jì)與合成、理論模擬和先進(jìn)表征中的“三位一體化”合作，在光催化復(fù)合材料設(shè)計(jì)方面取得系列新進(jìn)展，成果發(fā)表在國(guó)際著名期刊《先進(jìn)材料》上。

每種特定的材料一般都具有某方面獨(dú)特的性能及優(yōu)勢(shì)，材料的復(fù)合是突破單一材料性能瓶頸的有效途徑。具體到光催化體系，復(fù)合材料中不同組成單元可以扮演產(chǎn)生及分離電荷、吸附活化分子等各種重要角色。

然而，事實(shí)上復(fù)合材料的性能往往很難實(shí)現(xiàn)組成單元各自性能的疊加，其關(guān)鍵瓶頸在于復(fù)合材料體系界面的結(jié)構(gòu)調(diào)控十分困難，導(dǎo)致光生電荷在界面上的嚴(yán)重復(fù)合和極大浪費(fèi)。

針對(duì)這一瓶頸，中科大研究人員設(shè)計(jì)出一系列界面可控的復(fù)合結(jié)構(gòu)體系，首次提出半導(dǎo)體-金屬-石墨烯疊層結(jié)構(gòu)，其單晶界面在一定程度上解決了界面上電子-空穴復(fù)合的問(wèn)題，從而在光催化產(chǎn)氫方面展現(xiàn)出明顯改善的性能。

在研究中，超快光譜和動(dòng)力學(xué)表征以及理論模擬，皆證實(shí)所設(shè)計(jì)復(fù)合材料體系的光催化優(yōu)越性，并揭示了微觀作用機(jī)理。