近日，我院最新研究论文“Nanochannel-Induced Efficient Water Splitting at the Superhydrophobic Interface”在自然科学领域顶级期刊ACS Nano (IF:18.027)上在线发表。江苏大学为第一完成单位，博士生蒋恩慧为第一作者，闫研教授和密歇根大学的周鹏博士为通讯作者。
使用粉体光催化剂利用太阳能从水分解中产生氢能是一项梦寐以求的低成本绿色化学技术。长期以来，半导体催化剂的亲水表面被认为是有效传质和与水充分接触的必要条件。然而，在亲水的极性表面上，水分子通常会形成一个具有规则结构的巨大表面氢键网络。这些氢键水团簇被证明会阻碍水分解反应，且使得催化剂表面钝化。依此，绿色化工技术团队闫研教授课题组通过构建规则排列的非极性硅烷链纳米通道修饰的超疏水PDMS-Ti3+/TiO2界面（P-TTO），可以有效地破坏半导体表面上密集的水覆盖，使纳米级通道成为水/半导体界面上唯一的接触空间。实验结果表明，在白光和模拟AM1.5G太阳光照射下，与亲水性Ti3+/TiO2（TTO）界面相比，超疏水P-TTO界面的全分解水效率有数量级倍的提高。通过精细地原位界面表征技术，检测了纳米通道诱导的水构型转变，通过在限域空间中产生的优势OER水构型，防止惰性的表面水团簇的形成。该研究在不改变半导体催化剂性质的情况下，通过纳米通道诱导的水构型实现了高效的全分解水，为激活水/半导体界面进行全分解水提供了一种新思路。
该研究成果得到了国家自然科学基金项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c02237
（绿色化工研究院）
