黄洪伟
- 作品数：5 被引量：16H指数：2
- 供职机构：中国地质大学（北京）材料科学与工程学院更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学一般工业技术文化科学化学工程更多>>
- 材料类本科生专业素质提升及创新能力培养教学模式探索
- 2024年
- 在新时代对本科教育要求日益增高的前提下,不仅要重视学生对专业知识的掌握程度和灵活运用,还要有意识地培养大学生的科研思维,对其毕业后创业或者读研继续深造都具有重要意义,这一教育理念逐渐受到了我国教育界的重视。在本科生整个教学环节中培养学生的科研思维,将材料相关新技术和国家发展导向相结合,不仅可以使材料专业本科生了解自身的使命拥有一技之长,还会为推动我国材料关键技术发展注入新鲜血液。因此,本文提出了针对大学生专业素质提升及创新能力培养的教学培养模式,以中国地质大学(北京)材料学院光电催化基础课程为例,对高校基础学科专业素质提升与专业技能深度融合的策略。
- 田娜黄洪伟陈芳
- 关键词：科研思维光催化技术
- 富含氧空位的Bi_(4)O_(5)Br_(2)超薄纳米片用于高效压电催化生成过氧化氢
- 2024年
- 过氧化氢是一种重要的化工原料,广泛应用于工业和生活中的多个领域.然而,目前工业上主要采用蒽醌法生产过氧化氢,该过程存在高污染和高能耗等问题.为解决上述问题,研发人员一直致力于开发新的、环保的过氧化氢生产方法.近年研究发现,压电催化生产过氧化氢是一种有前途的过氧化氢生产策略,但较低的能量转换效率阻碍了其进一步应用.Bi_(4)O_(5)Br_(2)材料因具有独特的层状晶体结构,高的化学稳定性,良好的可见光吸收及合适的能带结构被认为是具有较好应用前景的光催化材料.虽然Bi_(4)O_(5)Br_(2)的非中心对称结构赋予其独特的压电性能,但该特性往往被研究者忽视,导致其压电潜力未被充分利用.特别是,关于缺陷工程如何影响Bi_(4)O_(5)Br_(2)的压电性能仍存在许多未知之处,需要深入挖掘和探明.本文通过调节水热过程中乙二醇和水溶剂的比例构建了含有不同浓度氧空位的超薄Bi_(4)O_(5)Br_(2)(≈5 nm)纳米片,并研究其在纯水体系中的压电催化生成过氧化氢性能.X射线粉末衍射和高分辨率透射电镜结果证明Bi_(4)O_(5)Br_(2)催化剂的成功合成;X射线光电子能谱和电子顺磁共振(EPR)结果证明氧空位的成功构建.不同气氛下的催化性能实验、活性物种EPR测试和捕获实验结果均表明,过氧化氢的生成主要通过氧还原反应,同时需要水氧化反应的协同作用.此外,旋转环盘电流测试和捕获实验结果进一步表明,过氧化氢的生成主要通过两步单电子的氧还原反应.同时,压电力显微镜和多物理场仿真软件有限元模拟结果表明,超薄结构和氧空位共同增强了所制样品的压电响应和压电电势,因此促进了压电诱导的电荷分离和转移,进而产生更大的压电电流响应和更小的电化学阻抗.差分电荷和Bader电荷研究结果表明,氧空位的存在增强了催化剂与氧气之间的电荷传输和相互作用.密�
- 蔡豪陈芳胡程葛伟怡李彤张晓磊黄洪伟
- 树枝状多孔二氧化硅纳米粒子的制备及其在先进载体中的应用被引量：11
- 2016年
- 树枝状多孔二氧化硅纳米粒子具有中心辐射状孔道结构且孔道尺寸从粒子内部到粒子表面逐渐增加,是一种具有新颖结构的多孔材料。和传统的具有二维六方有序孔道结构的介孔二氧化硅粒子相比,这种粒子具有三维开放性的树枝状骨架结构,因而具有独特的结构优势,即高的孔渗透性和高的粒子内表面的可接触性,从而有利于物质(分子或纳米粒子)沿着中心辐射状的孔道进行输送,在树枝状粒子的内部负载或者与内部的活性位点发生反应。因此,这种粒子是一种很有前景的载体平台,可以用来构筑新型的吸附剂、纳米催化剂和基因药物的递送系统等。本综述首先介绍了一系列的合成方法和对树枝状骨架结构的调控策略,探讨了树枝状多孔结构对物理化学性能的影响,描述了其在催化、纳米生物医学、环境能源等领域的应用性能,并对树枝状多孔二氧化硅粒子的合成方向和应用前景进行了展望。
- 杜鑫赵彩霞黄洪伟温永强张学记
- 关键词：二氧化硅
- 压电极化增强光催化能源转化的研究进展被引量：5
- 2023年
- 半导体光催化技术是缓解能源过度消耗和修复生态环境破坏的有效途径。然而,强大的库仑引力导致光生载流子迅速复合,降低了太阳能转化效率。压电光催化通过耦合压电效应和半导体光激发特性实现了电荷载流子动力学的有效调控。机械应力诱导的压电极化电场促进了载流子在体相和表面的分离,有效调节了界面的电荷迁移行为,提高了光催化反应活性。本文主要介绍压电极化促进光催化活性的机制,基于压电光催化的反应过程重点总结了增强催化活性的有效策略,包括形貌调控、极化调控、异质结构建和表面工程,并聚焦能源应用展示了压电光催化的最新进展。最后,对压电光催化的未来发展和挑战进行了分析和展望。
- 胡程黄洪伟
- 关键词：极化电荷分离能源转化
- 新兴的多元铋系光催化剂:结构分类、制备、改性及应用
- 2024年
- 光催化技术能够利用太阳能实现污染物降解和能源物质合成,被认为是解决环境污染和能源短缺两大难题的极具潜力的方法之一.探索新型光催化剂是推进光催化技术发展的重要途径.铋系光催化剂因具有独特的晶体结构、良好的杂化电子能带结构和多元的化学组成而表现出较好的光催化性能.多种传统铋系光催化剂已被广泛的制备和研究,它们具有不同的光吸收能力以及氧化还原能力,已经在污染物降解、水分解产氧等应用中取得成效.近年来越来越多的新型多元铋系光催化剂被开发,为不同的光催化反应提供了更多催化剂选择.因此有必要对近几年开发的新型铋系光催化材料进行总结,并为铋系光催化材料研究和发展提供一定的参考.本文综述了近十年共60余种新兴多元铋系光催化剂的研究进展,从多个角度进行系统的梳理和总结.首先,对60余种新型铋系光催化材料进行了汇总,并根据晶体结构构型进行了分类,包括Sillén,Sillén-related,Aurivillius,Sillén-Aurivillius以及其他结构类型共5大类,每种材料都具有从原子尺度到宏观尺度的独特结构,因此本文进一步对新型铋系材料的结构性规律进行了总结,主要分为层状铋系化合物和非层状铋系化合物.在此基础上,概括了材料的合成方法,目前多元铋系光催化材料的合成方法主要为水热溶解热法和高温固相法,分别讨论了不同合成方法对不同结构类型材料制备的优势,尤其在获得高性能的光催化剂方面,材料合成方法起到决定性作用.此外,归纳了针对提高新兴多元铋系光催化剂性能的修饰策略.材料改性修饰是目前铋系材料研究的热点,适当的合成方法结合相应的改性修饰可以获得更理想的光催化材料,阐述了形貌调控、特定晶面暴露、异质结构建、极性电场构建等方法对新型铋系材料性能促进的机理,并对各种策略存在�
- 李敏于世新黄洪伟
- 关键词：光催化晶体结构层状结构
