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近日，我校电子科学与工程学院2019级博士研究生程蕾在材料学国际顶级期刊《Advanced Materials》上发表题为“Dual-Single-Atom Tailoring with Bifunctional Integration for High-Performance CO2 Photoreduction”的研究性论文。程蕾为该论文的第一作者，其导师向全军教授为唯一通讯作者，电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室为第一作者单位。
单原子催化已被证实是一种促进多相反应的新策略。具有特定功能的单原子金属种类多种多样。然而，将具有代表性的优点整合到双单原子光催化中，调控协同光催化仍然是一个迫切的挑战。此外，实验中对于金属-载体界面协同催化的证据，包括在金属单原子锚定系统的桥梁作用、光学响应和活性位点的协同配位等现象，都是间接的。在对双金属单原子协同催化的动态过程中直接进行实空间捕获，寻找其存在的最直接证据，也是一个极为困难的挑战。
有鉴于此，电子科技大学向全军教授等人，开发了负载在共轭多孔氮化碳聚合物上的钴(Co)和钌(Ru)双单原子催化剂，用于有效的光催化CO2还原。该工作通过整合双功能性质和调节协同效应来提高双单原子催化剂的光催化活性。在不添加任何牺牲剂的情况下，光催化CO2转化率(TON)高达200以上，385nm时其表观量子效率(AQE)为2.8%。该工作通过采用碳氮聚合物锚定双金属单原子的设计策略，最大限度地发挥单原子催化多活性位点同步反应的潜力，研究光照条件下发生在双金属单原子锚定氮化碳光催化剂表面局域的动态光激发、载流子分离、电荷转移、单原子配位耦合及活性位点的同步催化等对光催化效率的影响机制，利用实验手段直接在原子水平上揭示双金属单原子催化剂影响光催化还原CO2活性的协同催化机理，为优化活性和选择性提供了可行性。
碳氮聚合物基上锚定的双金属钴、钌单原子的飞秒瞬态吸收光谱、时间分辨光谱、局域电子构型。
《Advanced Materials》是材料学、物理化学等领域的国际顶级学术期刊，2020年影响因子为30.849。
近期，向全军教授等人深入研究了金属单原子锚定在氮化碳基载体上的作用机制，发现了这种新型材料在光催化过程中表现了的不同局域配位环境和结构重组，相关研究工作还在《ACS Nano》、《Small》等期刊上发表。
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程蕾，电子科学与工程学院2019级博士研究生，其主要研究内容为半导体光催化材料的制备及其在太阳能转化方面的应用。2020年博士研究生国家奖学金、“学术新秀”获得者。迄今为止，以第一作者在Advanced Materials、Energy & Environmental Science、Small（2篇）、Journal of Physical Chemistry Letters、Solar RRL等发表论文10篇，其中中科院一区论文9篇，ESI高被引论文3篇，已获授权发明专利2项。
向全军，电子科学与工程学院教授，主要从事新型太阳燃料光催化材料的研究工作，主持国家基金面上项目、青年基金等国家省部级课题6项，以第一作者或通讯作者JACS、Angew、AM、EES等国际期刊上发表SCI论文50余篇，总论文被SCI他引14710余次，其中单篇SCI他引超过1000次的论文3篇，28篇论文被评为ESI高被引论文。2016-2021年连续6年入选科睿唯安“全球高被引作者”，2016年和2018年分别获湖北省自然科学一等奖（均为第二完成），2020年第十七届霍英东青年教师奖。担任《Chinese Journal of Catalysis》《Rare Metals》《Advanced Powder Materials》等期刊的青年编委。
Advanced Materials论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202105135
ACS Nano论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c04544
Small论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202002411
编辑：杨棋凌 / 审核：林坤 / 发布：陈伟
