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新南威尔士大学与微电子学院合作成果在EES发表

发布日期:2020-12-11点击:

最近,新南威尔士大学与微电子学院在热电及光催化方向的合作研究取得进展,以“Manipulation of planar oxygen defect arrangements in multifunctional magneli titanium oxide hybrid systems: from energy conversion to water treatment”为题在线发表在国际著名期刊Energy & Environmental Science(IF=33.25)上,山东大学为合作单位,微电子学院兼职特聘教授Sean Li教授为通讯作者。

Sean Li教授是新南威尔士大学材料与制造“未来研究院”的院长,2018年受聘微电子学院兼职特聘教授。李教授长期从事多功能复杂氧化物和异质结构的研究,已经发表了3本学术书籍、1本编著书籍、16篇书籍章节和338篇国际期刊论文。他还正在主持多个总投资额达2300万澳元的材料制造工业合作项目。

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能源利用与水资源供应之间存在着极为密切的关系,其中大量的能源被消耗用于加工饮用水和其他目的。当前的能源危机和低效的水资源利用给我们的社会和环境的可持续性带来了巨大压力。因此,开发高能效、低成本、环保的材料,并且使之具备了能源转化、存储,以及水资源处理的多功能性,为实现可持续发展提供了新的可能性。作为多功能材料,Magneil结构的层状氧化钛系列材料TinO2n-1(n≥2),在化学催化,热电和光热方面被人们所广泛研究。此类氧化钛材料以本征氧缺陷所决定的分层结构形式出现,但是人们对于本征氧缺陷的排列以及其与多种能量相关的性质之间关联的认识依然十分有限。本文从热电,光催化,电化学催化实验以及计算机模拟等角度出发,深度讨论了TinO2n-1(n≥2)中本征氧缺陷及其与物理、化学性质方面的联系。非弹性中子散射和电特性的分析实验结果表明,本征氧缺陷会对声子散射造成产生变化,对其导电,热导性产生很大影响。通过对这种层状氧化物的控制可以实现多种氧化钛相之间的相互转换,从而改变电子、声子系统之间的相互作用。此类相关的调控可以实现对材料潜在的物理/化学性能的调整与优化,从而使得它们适用于需要协作的多功能性应用。本文还研究了其热电性质和光热性质对它们的光催化和电化学性能的综合影响,从而为控制这些材料对于复杂环境的多响应性提供了一种新颖的方法,以用于不同环境中的各种应用。

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