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

每種特定的材料一般都具有某方面獨特的性能及優(yōu)勢，材料的復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，事實上復合材料的性能往往很難實現(xiàn)組成單元各自性能的疊加，其關(guān)鍵瓶頸在于復合材料體系界面的結(jié)構(gòu)調(diào)控十分困難，導致光生電荷在界面上的嚴重復合和極大浪費。

針對這一瓶頸，中科大研究人員設(shè)計出一系列界面可控的復合結(jié)構(gòu)體系，首次提出半導體-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-空穴復合的問題，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，超快光譜和動力學表征以及理論模擬，皆證實所設(shè)計復合材料體系的光催化優(yōu)越性，并揭示了微觀作用機理。