报告题目：光纤光催化架构用于高效制备氢气与过氧化氢

报 告 人：美国亚利桑那州立大学 傅瀚 博士

报告时间：2025年12月23日（周二）上午10:00

报告地点：莫干山校区材料楼C306会议室

邀 请 人：新能源材料与技术研究所 夏阳 教授

报告人简介：

傅瀚，亚利桑那州立大学 Paul Westerhoff 教授课题组博士后研究员。本科毕业于美国加州大学伯克利分校化学工程系，随后获得日本东京大学化学工程系研究生学位，并在美国西北大学取得环境工程博士学位。其研究重点为光能在环境修复与清洁能源生产中的应用，致力于开发用于水处理与能源转化的创新材料与系统。近五年间，在 Environmental Science & Technology、Water Research、Journal of Hazardous Materials、ACS Catalysis、Small、ACS Materials Letters 等期刊共发表第一作者及通讯作者论文 17 篇，并申请发明专利 3 项。

报告内容摘要:

光驱动制氢与过氧化氢在可持续能源与环境应用中具有重要地位，但传统制备方式受限于光利用效率低与反应器体积庞大等问题。我们提出了一系列基于聚合物光纤（POF）的光催化与光电催化体系，通过“由内而外”的光传输方式突破这些限制。在光电催化体系中，涂覆氧化铟锡与石墨相氮化碳的POF同时作为光导与光电极，光利用效率提升24倍，光电流密度达到0.2 mA cm^-2，产氢速率达到344 μmol h^-1 gcat ^-1。在此基础上，我们开发了完全光催化的POF-STO体系，以多孔钛酸锶取代导电涂层，无需电化学设备即可实现高效制氢，其产氢速率比光电催化体系提高约7倍，并在酸性、碱性、自来水与海水中均保持稳定表现。同时，通过440 nm 光源驱动钒酸铋涂层，实现高达430 mg h^-1 gcat ^-1 的过氧化氢生成速率，并在多种水质与pH条件下连续稳定运行超过21天。光纤束结构在制氢与过氧化氢体系中均显著提升光利用率与体积反应面积，其性能较传统浆液反应器或者板式反应器高出一个数量级以上，同时能耗可降低至其三十分之一。综上，基于光纤的光化学架构为光驱动燃料与氧化剂的高效、紧凑与模块化制备提供了新的技术途径。