近日,我校材料学院颜录科教授团队在化学与材料领域国际著名顶级期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials,IF:18.5)上发表题为《Synergistic Photothermal-Photocatalytic Accordion-like Mo₂AlB₂ MBene Membrane for High-Efficiency Solar-Powered Water Remediation》的研究论文。颜录科教授和陈曦博士为论文通讯作者,2023级硕士研究生赵瑞琪为第一作者,长安大学为第一署名单位。
应对全球淡水危机需要先进解决方案,其中太阳能驱动界面蒸发(SDIE)展现出巨大潜力。该研究针对现有技术多依赖于光热与光催化组件的耦合,而非材料本征多功能协同的局限,开发出一种具有集成水净化功能的Mo₂AlB₂ MBene复合膜,研究成果为高效可持续的水处理技术提供了新方案。
研究团队创新性将手风琴状Mo₂AlB₂ MBene材料与聚乙烯醇(PVA)、间位四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)复合,构建具有交联结构MPTM膜,实现了太阳能捕获与催化降解功能协同整合。该复合膜借助手风琴状MBene纳米片与界面卟啉的配位作用,形成了动态亲水网络,展现出卓越的宽带光吸收性能,在200–2500 nm波长范围内的平均吸收率高达93.3%。通过肖特基结构建与电荷重分布,系统在1太阳光照条件下实现了2.24 kg m⁻² h⁻¹的高蒸发速率,并同步生成•OH和•O₂⁻等活性氧物种,可在2 h内对10 ppm罗丹明B实现98.7%的高效降解。在长达200 h连续运行测试中,MPTM膜在处理渤海海水时仍保持超过85%的蒸发效率,效率衰减低于4%,表现出优异的稳定性与耐用性。该研究为太阳能驱动的水净化技术提供了全新范式,具有重要的科学价值与应用前景。

协同光热-光催化手风琴结构Mo2AlB2 MBene膜用于高效太阳能驱动水净化的示意图
《Advanced Functional Materials》是Wiley出版社发行的材料领域顶级期刊,最新影响因子18.5,为中科院分区材料科学1区TOP期刊。论文DOI:https://doi.org/10.1002/adfm.202518856
(审稿:肖月 网络编辑:和燕)