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南开大学化学学院教授赵斌和电子信息与光学工程学院教授王卫超联合组成的研究团队，近日成功研制一种同时具有光解水产氢和光降解有机物双功能的新型高效光催化剂。该催化剂具有极高的热稳定性、水稳定性和催化效能，且可重复利用。这一成果对解决能源短缺、环境污染等全球问题具有重要应用价值。介绍该项工作的论文日前在线发表在《德国应用化学》上。
光解水产氢和光降解有机物是目前解决能源短缺和环境污染的有效途径之一，但核心难题在于如何设计高效、廉价、稳定的光催化剂。传统的光催化剂主要是贵金属和异质结构半导体材料，由于贵金属的自然储量有限、价格高昂，异质结构半导体的结构复杂、制备成本高，严重阻碍了其在解决环境和能源问题上的应用。
赵斌与王卫超带领研究组研制出的MOF-1，利用二价Cu离子和原位产生的一价Cu离子与设计的新配体组装成三维多孔MOFs材料，避免使用贵重而且储量有限的贵金属元素。该材料具有良好的热稳定性和溶剂稳定性，能够高效地利用太阳能。研究人员通过计算预测出MOF-1将同时具有光解水产氢和光降解有机物的双重功能，并在实验中得到证实。此外，研究人员重复性实验验证了MOF-1的可重复利用性，这对降低污染物治理成本至关重要。