光暗全能催化复合材料

暗态下活性仍超 64%

引入内置质子电池机制，在无光条件下持续产生活性自由基，突破光催化昼夜不连续的固有局限。

Wenli, Zhang · Han, Xu · 郑贤宏 · 羊翌 · Zhiqi, Zhao · 杨海薇 · Yi, Zhang · Chengbo, Du · 王宗乾 · 许青波 · 李长龙 · Peng, Wang

Journal of Catalysis 2026

具体参数

可见光四环素降解率

{'zh': '93.9', 'en': '93.9'} %

暗态四环素降解率

{'zh': '64.1', 'en': '64.1'} %

电子存储容量

{'zh': '0.16', 'en': '0.16'} μmol/mg

技术优势

暗态也能高效降解

材料在光照时像电池一样充电，储存电子；关灯后持续释放电子生成超氧自由基，维持64.1%的降解效率。

储电能力提升8倍

通过可逆的V⁵⁺/V⁴⁺氧化还原对实现0.16 μmol/mg的电子存储容量，远高于纯g-C₃N₄。

光充电，暗放电

DFT计算证实光照时电子定域在V 3d轨道（充电），暗态下通过Ti₃C₂介导释放电子（放电），实现真正的催化储能一体化。

应用场景

• 全天候环境催化：无需光照即可持续降解污染物，补齐光催化剂昼间依赖短板。
• 暗态催化材料：以质子电池机制暗态释放电子，摆脱对光的绝对依赖。
• 光存储材料：将光生电荷以V⁵⁺/V⁴⁺氧化还原对形式储存，实现光-储能耦合。
• 电化学储能电极：利用可逆氧化还原反应储存和释放电子，适用于储能电极设计。