DOI: 10.1016/S1872-2067(20)63529-X
近日，《催化學(xué)報(bào)》在線發(fā)表了大連理工大學(xué)郭新聞教授團(tuán)隊(duì)在硫輔助熱解法制備單原子和原子簇Fe/g-C3N4催化劑領(lǐng)域的最新研究成果。該工作報(bào)道了一種簡(jiǎn)易的硫輔助熱解法制備具有多孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)的鐵超小原子簇和單原子Fe/g-C3N4催化劑。論文共同第一作者為：安素峰，張光輝，論文共同通訊作者為：郭新聞，李克艷。超小原子簇和單原子分散的活性位點(diǎn)(USCAD)催化劑由于其高原子利用率、高活性、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，成為多相催化領(lǐng)域一個(gè)新興的研究熱點(diǎn)。USCAD通常由載體缺陷、配體和分子篩或金屬有機(jī)框架的孔道和籠錨定，而制備高密度的USCAD催化劑需要載體上有足夠的錨定位點(diǎn)。石墨相氮化碳(g-C3N4)具有高穩(wěn)定性、高密度且均勻分散的氮原子，是制備USCAD催化劑的理想載體。但是傳統(tǒng)熱解法制備的金屬/g-C3N4催化劑通常為塊體結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致金屬物種被嚴(yán)重包覆，進(jìn)而導(dǎo)致催化活性下降。加入固體模板可以制備多孔金屬g-C3N4催化劑，但是后續(xù)復(fù)雜的除模板過(guò)程制約了其實(shí)際應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)易的無(wú)模板方法制備USCAD金屬/g-C3N4催化劑具有重要意義。1. 開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)易的無(wú)模板S輔助熱解法制備蜂窩狀結(jié)構(gòu)的USCAD催化劑(S-Fe/CN-X)，蜂窩狀結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)反應(yīng)底物與催化劑的可接近性，可以促進(jìn)光吸收，進(jìn)而提高催化性能；2. 結(jié)合TG-MS、XPS等手段詳細(xì)解釋了S元素在熱解過(guò)程中扮演的角色：S作為一種犧牲模板促進(jìn)了鐵物種分散，并且在MA縮聚階段變成SO2氣體模板起到原位造孔作用，在催化劑中形成蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)；3. S-Fe/CN-X催化劑中高密度、高暴露的Fe-Nx活性中心可以高效催化雙氧水分解產(chǎn)生羥基自由基，降解各種模型有機(jī)污染物，并表現(xiàn)出非常好的循環(huán)使用性能；4. S輔助熱解法表現(xiàn)出非常好的普適性，改變鐵鹽前驅(qū)體種類(lèi)，S源種類(lèi)均可以制備得到蜂窩狀結(jié)構(gòu)的USCAD催化劑(S-Fe/CN-X)，為制備其他高性能USCAD金屬/g-C3N4催化劑提供了指導(dǎo)意義。 大量文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，通過(guò)熱解合適的鐵前驅(qū)體和g-C3N4前驅(qū)體可以制備高分散Fe/g-C3N4催化劑，并應(yīng)用于各種催化反應(yīng)。我們前期的研究工作(ACS Nano, 2018, 12, 9441-9450)也證實(shí)，通過(guò)熱解高兼容性Fe、g-C3N4前驅(qū)體可以制得USCAD Fe/g-C3N4催化劑。但是傳統(tǒng)熱解法制備的Fe/g-C3N4催化劑大都為塊體材料，導(dǎo)致大量金屬位點(diǎn)被包覆在催化劑內(nèi)部，對(duì)催化反應(yīng)沒(méi)有貢獻(xiàn)。采用硬模板法可以合成特殊形貌和孔道結(jié)構(gòu)的金屬/g-C3N4催化劑，但是后續(xù)復(fù)雜的除模板過(guò)程會(huì)引起浪費(fèi)和有毒化合物的使用。因此本章工作主要基于無(wú)模板熱解法，采用廉價(jià)的商業(yè)化鐵鹽和三聚氰胺作為前驅(qū)體混合物并添加適量造孔劑，經(jīng)一步熱解法合成多孔Fe/g-C3N4催化劑。Fig. 1. Illustration of S-assisted pyrolysis to synthesize S-Fe-salt/CN catalysts.
硫輔助熱解法只需要在熱解鐵鹽/三聚氰胺前驅(qū)體中加入適量的硫源即可得到蜂窩狀的USCAD Fe/g-C3N4催化劑。硫元素作為一種“犧牲載體”通過(guò)與鐵離子配位促進(jìn)鐵物種在前驅(qū)體混合物中分散，經(jīng)過(guò)高溫煅燒后以SO2的形式釋放而不殘留在催化劑中，免除了后續(xù)的除模板過(guò)程。Fig. 2. SEM images and the corresponding TEM images of (a) S-Fe/CN-2, (b, c) S-Fe/CN-4, (d) S-Fe/CN-8, (e) Fe/CN-S powder and (f) Fe/CN-NH4SCN.
改變加入硫脲的量均可制備得到具有蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)的Fe/g-C3N4催化劑(Figs. 2a, 2b, 2c, 2d)，改變硫源種類(lèi)，用硫粉和硫氰酸銨替代硫脲均可制得具有蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)的Fe/g-C3N4催化劑(Figs. 2e, 2f)，證明硫輔助熱解法具有非常好的普適性。Fig. 3. (a, b, c) HAADF-STEM images and (d) element mappings for the Fe, N, C and S atoms of S-Fe/CN-4 catalyst.
通過(guò)HAADF-STEM圖像可以觀察到鐵納米團(tuán)簇均勻分散在g-C3N4中，進(jìn)一步放大觀察，可以看到鐵單原子高密度的分散。對(duì)應(yīng)的EDS mapping圖像證明了催化劑中Fe、N、C元素非常均勻地分散。而且催化劑中S元素含量非常少，說(shuō)明S元素經(jīng)過(guò)高溫?zé)峤夂笞兂蓺怏w走掉，最終沒(méi)有殘留在催化劑中。Fig. 4.N1s XPS spectra of (a) S-Fe/CN-4, (b) S-Fe/CN-2, (c) S-Fe/CN-8, (d) g-C3N4, (e) Fe/CN and (f) S-Fe/CN-0.
從XPS圖譜中可以看出所有催化劑的N 1s峰均可以擬合成3個(gè)信號(hào)峰，結(jié)合能分別為398.4、399.7和400.6 eV對(duì)應(yīng)C=N-C，N-(C)3和N-H基團(tuán)，前兩個(gè)氮物種構(gòu)成了g-C3N4的主體骨架結(jié)構(gòu)，說(shuō)明催化劑中均保持了g-C3N4的基本結(jié)構(gòu)。通過(guò)與純g-C3N4的N 1s XPS圖譜對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)S-Fe/CN-2、4、8三個(gè)催化劑中吡啶氮含量的占比要遠(yuǎn)高于其在純g-C3N4中的占比，可以提供足夠多的錨定位點(diǎn)來(lái)穩(wěn)定鐵原子簇和單原子。但也意味著在這三個(gè)催化劑中，g-C3N4的部分結(jié)構(gòu)遭到了破壞。在Fe/CN和S-Fe/CN-0催化劑中C=N-C、N-(C)3兩個(gè)基團(tuán)的比例最接近其在純g-C3N4中的比例，而這兩個(gè)氮基團(tuán)構(gòu)成g-C3N4的主體骨架結(jié)構(gòu)，說(shuō)明在Fe/CN和S-Fe/CN-0兩個(gè)催化劑的近表面保持了較為完整的g-C3N4結(jié)構(gòu)。結(jié)合Fe/CN和S-Fe/CN-0催化劑中Fe 2p XPS圖譜上較弱的Fe信號(hào)峰(Figs. 5a, 5b)，可知鐵物種大部分被g-C3N4包裹，只有很少量暴露在外表面，不利于提高催化活性。而在S-Fe/CN-2、4、8 三個(gè)催化劑中XPS測(cè)得近表面鐵含量分別為3.56、3.61、3.38 At%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Fe/CN和S-Fe/CN-0催化劑中的近表面鐵含量(0.77、0.56 At%)。結(jié)合S-Fe/CN-2、4、8催化劑的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)，說(shuō)明這三個(gè)催化劑中有更多的鐵原子簇和單原子暴露在表面，有利于提高催化效率。Fig. 5. Fe 2p XPS spectra of (a) Fe/CN, (b) S-Fe/CN-0, (c) S-Fe/CN-2, (d) S-Fe/CN-4 and (e) S-Fe/CN-8.
催化劑的Fe 2p XPS圖譜中，710.2和723.5 eV的結(jié)合能分別對(duì)應(yīng)于二價(jià)鐵的Fe 2p3/2和Fe 2p1/2軌道；713.7和727.0 eV歸屬于三價(jià)鐵的Fe 2p3/2和Fe 2p1/2軌道，說(shuō)明硫輔助熱解制備的催化劑中鐵物種主要以二價(jià)鐵的形式存在，還有少量的三價(jià)鐵。Fig. 6. (a) K-edge XANES spectra and (b) R-space EXAFS magnitude of different samples.采用XAFS技術(shù)研究了S-Fe/CN-X催化劑Fe中心的配位環(huán)境，F(xiàn)ig. 6a為標(biāo)準(zhǔn)物和催化劑的XANES譜圖，S-Fe/CN-2、4、8催化劑的XANES譜圖與標(biāo)準(zhǔn)物Fe foil和Fe2O3的XANES譜圖差異非常大。且三個(gè)催化劑中均存在小的邊前峰來(lái)源于1s電子向3d軌道的躍遷，意味著催化劑中定域化的3d軌道，不同于碳化鐵或氮化鐵物種中非定域化的3d軌道，證明催化劑沒(méi)有碳化鐵或氮化鐵納米顆粒形成。催化劑中兩個(gè)邊前峰位于7112.6和7114.8 eV分別對(duì)應(yīng)于二價(jià)鐵和三價(jià)鐵物種，與穆斯堡爾譜和XPS的分析結(jié)果一致。Fig. 6b為催化劑及標(biāo)準(zhǔn)物的EXAFS譜圖，對(duì)比Fe foil、Fe2O3和S-Fe/CN-0催化劑，S-Fe/CN-2、4、8三個(gè)催化劑第一殼層的配位沒(méi)有明顯的Fe-Fe鍵、Fe-O鍵和Fe-S鍵，結(jié)合XPS和穆斯堡爾譜的分析結(jié)果，可以進(jìn)一步證實(shí)鐵物種主要是以Fe-N配位的形式穩(wěn)定存在于g-C3N4中。三個(gè)催化劑中第二殼層位置（~2.6 ?）均沒(méi)較強(qiáng)的峰存在，證明Fe在催化劑中是以超小原子簇和單原子形式分散，與HAADF-STEM觀察到的結(jié)果一致。 通過(guò)一系列表征測(cè)試，證明硫輔助熱解方法可以控制合成高密度、高暴露的鐵原子簇和單原子Fe/g-C3N4催化劑。催化劑的類(lèi)蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)不僅有利于傳質(zhì)而且增加了Fe-Nx活性位點(diǎn)的可接觸性，可以有效提高催化效率。這種硫輔助熱解法表現(xiàn)出非常好的普適性。但是S元素在熱解過(guò)程中到底扮演了怎樣的角色并不清楚，而揭示這一硫輔助熱解機(jī)制對(duì)制備高效金屬/g-C3N4催化劑具有重要的指導(dǎo)意義，因此后續(xù)內(nèi)容重點(diǎn)探討S元素的作用。Fig. 7. TG-MS analysis of gases released from thermal decomposition of (a) Fe/CN-pre and (b) S-Fe/CN-4-pre.
采用熱重-質(zhì)譜聯(lián)用儀詳細(xì)研究了熱解過(guò)程中釋放氣體的種類(lèi)。熱重模擬制備Fe/CN和S-Fe/CN-4催化劑的熱解過(guò)程，然后采用質(zhì)譜實(shí)時(shí)同步檢測(cè)釋放的氣體，如圖Fig. 7所示。MA熱解制備g-C3N4是一個(gè)聚合過(guò)程，350 °C之前MA會(huì)發(fā)生輕微的分解釋放少量氨氣，其主要失重來(lái)自于自身的升華。在350-520 °C之間為MA的縮聚階段，形成重要的中間體melan和melen，進(jìn)而縮聚形成g-C3N4。如果在這個(gè)重要的縮聚階段有模板存在，隨著MA不斷聚合、成型，將會(huì)非常易于形成復(fù)制模板孔道結(jié)構(gòu)的g-C3N4。如果沒(méi)有模板存在，由于g-C3N4二維結(jié)構(gòu)的特性，只能生成堆疊嚴(yán)重的塊狀g-C3N4，導(dǎo)致金屬物種被包覆。圖Fig. 7a為Fe/CN-pre的熱解TG-MS圖，質(zhì)譜信號(hào)上質(zhì)核比17、30、43、44分別歸屬于NH3+、NO+、NHCNH2+、CO2+。這些信號(hào)主要在325 °C之前和515 °C之后檢測(cè)到，分別歸屬于(NO3)-、MA輕微分解和聚合成g-C3N4過(guò)程中釋放的氣體信號(hào)。而在主要的縮聚階段（325-515 °C）只有少量的氣體被檢測(cè)到，沒(méi)有氣體模板的參與導(dǎo)致生成塊狀結(jié)構(gòu)的Fe/CN催化劑，大部分的鐵物種被g-C3N4包覆，正如XPS結(jié)果證明的那樣。在MA失重最劇烈的溫度325 °C，質(zhì)譜圖上并沒(méi)有檢測(cè)到大量的氣體信號(hào)。這是因?yàn)樵谠摐囟裙?jié)點(diǎn)MA的失重主要是其自身升華造成的，而升華的MA很容易在坩堝內(nèi)壁及連接質(zhì)譜的管路中凝結(jié)，導(dǎo)致質(zhì)譜圖上沒(méi)有MA的信號(hào)響應(yīng)。 在S-Fe/CN-4-pre的熱解TG-MS圖(Fig. 7b)中也檢測(cè)到NH3+、NO+、NHCNH2+、CO2+的信號(hào)峰，還有SO2+的信號(hào)峰。與Fe/CN-pre的TG-MS圖對(duì)比可知，這些氣體在較低的溫度處檢測(cè)到，主要是由于引入分解溫度較低的TU導(dǎo)致。而兩圖中最大的不同在于MA縮聚階段檢測(cè)到的氣體信號(hào)，S-Fe/CN-4-pre的熱解TG-MS圖中可以檢測(cè)到大部分的SO2+。說(shuō)明在MA重要的縮聚階段有大量的SO2氣體釋放，其可以作為氣體模版輔助形成多孔狀的Fe/g-C3N4，對(duì)應(yīng)其蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)。Fig. 8 S 2p XPS spectra of precursors, pyrolytic intermediates and catalyst.對(duì)比不同階段熱解產(chǎn)物的S 2p XPS圖譜可以給出S元素在整個(gè)硫輔助熱解過(guò)程中的狀態(tài)變化，如Fig. 8所示。TU的S 2p XPS圖譜中161.6和162.8 eV的擬合峰歸屬于C=S基團(tuán)的S 2p3/2和S 2p1/2軌道。在S-Fe/CN-4-pre中這兩個(gè)峰均向低結(jié)合能方向偏移，進(jìn)一步證明了Fe-S鍵的形成，163.6 eV的小峰歸屬于Fe-Sx。S-Fe/CN-4-330和S-Fe/CN-4-350中C=S基團(tuán)的峰逐漸消失，163.6和168.3 eV的峰歸屬于Fe-Sx和氧化的Fe-SOx物種。這兩個(gè)中間物種都是在大量SO2開(kāi)始產(chǎn)生后的不同溫度節(jié)點(diǎn)制備的，說(shuō)明Fe-TU-MA復(fù)合物在熱分解后生成Fe-Sx和Fe-SOx物種，且隨著溫度升高Fe-SOx/Fe-Sx比例升高，說(shuō)明復(fù)合物被逐步氧化釋放出SO2。最終催化劑中幾乎檢測(cè)不到S的信號(hào)，說(shuō)明大部分的S元素都以SO2的形式走掉，而不是殘留在催化劑中。結(jié)合TG-MS和XPS的分析結(jié)果可以推斷出S元素在整個(gè)硫輔助熱解過(guò)程的作用，首先在研磨過(guò)程中形成Fe-TU-MA復(fù)合物實(shí)現(xiàn)了鐵物種在前驅(qū)體中的均勻分散，在熱解初始階段復(fù)合物分解形成Fe-Sx和Fe-SOx物種；在MA縮聚階段這些物種被進(jìn)一步氧化釋放出SO2氣體，起到原位造孔的作用，同時(shí)釋放出的Fe離子被g-C3N4中間體（melan和melen）捕獲；最后形成蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)的鐵原子簇和單原子催化劑Fe/g-C3N4。Fig. 9. Removal efficiency of MB using (a) Fe/CN and Fe/CN catalysts reformed by different templates, (b) Fe-salts/CN catalysts and (c) S-Fe-salts/CN-4 catalysts. (d) Removal efficiency of various organic pollutants using S-Fe/CN-4 catalyst. Reaction conditions: (a, b, c) 50 mg L-1 MB, 34 mM H2O2, 0.4 g L-1 catalyst, 308 K and visible light. (d) 200 mg L-1 organics (MB, MO, RhB and phenol), 77 mM H2O2, 0.5 g L-1 catalyst, 308 K and visible light.
Fig. 9為催化劑的光芬頓性能圖，從圖中可看出，與不添加硫源制備的催化劑相比，經(jīng)硫輔助熱解法制備的催化劑性能均明顯提升，展現(xiàn)出較好的普適性。而且催化劑可以降解各種模型有機(jī)污染物。Fig. 10. (a) The reusability of S-Fe/CN-4 catalyst. Reaction conditions: 50 mg L-1 MB, 38.5 mM H2O2, 0.4 g L-1 catalyst, 308 K and visible light, (b) DMPO trapped EPR spectrum of S-Fe/CN-4 reaction systems and H-2O2-aqueous system at 1 min.Fig. 10a為催化劑的循環(huán)使用性能測(cè)試圖，催化劑經(jīng)過(guò)5次循環(huán)實(shí)驗(yàn)后MB移除率幾乎沒(méi)有任何下降，表現(xiàn)出非常好的循環(huán)使用性能。Fig. 10b為DMPO捕獲的EPR測(cè)試結(jié)果，在S-Fe/CN-4催化劑反應(yīng)體系中檢測(cè)到了一組四重峰，其峰強(qiáng)度比例為1:2:2:1，歸屬于HO?/DMPO復(fù)合物的貢獻(xiàn)。從四重峰較強(qiáng)的峰強(qiáng)度推斷HO?為主要的自由基活性物種。單獨(dú)雙氧水溶液的DMPO捕獲的EPR圖譜中沒(méi)有檢測(cè)到自由基信號(hào)。說(shuō)明在催化劑存在條件下可以快速催化雙氧水分解產(chǎn)生HO?，進(jìn)而高效降解各種有機(jī)污染物。1. 提出了一種簡(jiǎn)易的硫輔助熱解法合成蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)g-C3N4，高密度的Fe超小原子簇和單原子錨定在g-C3N4骨架結(jié)構(gòu)中。蜂窩狀孔道可以促進(jìn)催化劑中高密度Fe-Nx活性中心的暴露，增加Fe-Nx活性位點(diǎn)與反應(yīng)底物的可接觸性，進(jìn)而提高催化性能；2. 通過(guò)TG-MS、XPS等表征手段詳細(xì)解釋了S元素在熱解過(guò)程中的作用機(jī)制，S作為一種“犧牲載體”通過(guò)與鐵離子配位促進(jìn)鐵物種在前驅(qū)體混合物中的分散，并且在MA縮聚階段變成SO2氣體原位造孔，在催化劑中形成蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)；3. 蜂窩狀孔道可以促進(jìn)光吸收，g-C3N4吸收可見(jiàn)光產(chǎn)生光生電子-空穴對(duì)，空穴可以直接氧化有機(jī)污染物，電子可以通過(guò)Fe-N鍵快速轉(zhuǎn)移至Fe3+，促進(jìn)Fe3+/Fe2+循環(huán)，進(jìn)而提高光芬頓性能及催化劑的循環(huán)使用性。經(jīng)過(guò)硫輔助熱解法制備的催化劑（S-Fe-salt/CN），相比不添加硫源制備的催化劑（Fe-salt/CN），性能大幅提升；4. 硫輔助熱解法表現(xiàn)出非常好的普適性，改變硫源種類(lèi)（硫脲、硫粉、硫氰酸銨）和鐵鹽種類(lèi)都可以得到具有類(lèi)蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)的USCAD Fe/g-C3N4催化劑。而且所用原料都是商業(yè)化的廉價(jià)鐵鹽、TU和MA等，展現(xiàn)出一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 超小原子簇和單原子分散的活性位點(diǎn)(USCAD)催化劑由于其高原子利用率、高活性、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),?成為多相催化領(lǐng)域一個(gè)新興的研究熱點(diǎn).??USCAD通常由載體缺陷、配體和分子篩或金屬有機(jī)框架的孔道和籠錨定.??而制備高密度的USCAD催化劑需要載體上有足夠的錨定位點(diǎn).??石墨相氮化碳(g-C3N4)具有高穩(wěn)定性、高密度且均勻分散的氮原子,?是制備USCAD催化劑的理想載體.??但是傳統(tǒng)熱解法制備的金屬/g-C3N4催化劑通常為塊體結(jié)構(gòu),?會(huì)導(dǎo)致金屬物種被嚴(yán)重包覆,?進(jìn)而導(dǎo)致催化活性下降.??加入固體模板可以制備得到多孔金屬g-C3N4催化劑,?但是后續(xù)復(fù)雜的除模板過(guò)程制約了其實(shí)際應(yīng)用.??因此,?開(kāi)發(fā)一種簡(jiǎn)易的無(wú)模板方法制備USCAD金屬/g-C3N4催化劑具有重要意義. 本工作開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)易的硫輔助熱解法制備得到蜂窩狀結(jié)構(gòu)的高密度(Fe載量為17.7 wt%)USCAD Fe/g-C3N4催化劑.??其多孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)使催化劑能夠暴露更多的USCAD Fe活性位點(diǎn),?增加了活性位點(diǎn)與反應(yīng)物的可接近性.??通過(guò)球差電鏡和同步輻射X射線吸收技術(shù)證明了Fe物種的分散形式.??硫輔助熱解法只需要在熱解鐵鹽/三聚氰胺前驅(qū)體中加入適量的硫源即可得到蜂窩狀的USCAD Fe/g-C3N4催化劑.??硫元素作為一種“犧牲載體”通過(guò)與鐵離子配位促進(jìn)鐵物種在前驅(qū)體混合物中分散,?經(jīng)過(guò)高溫煅燒后以SO2的形式釋放而不殘留在催化劑中,?免除了后續(xù)的除模板過(guò)程.??通過(guò)TG-MS,?XPS和IR等手段證明了硫元素在熱解過(guò)程中的狀態(tài)變化.??這種硫輔助熱解法表現(xiàn)出非常好的普適性,?改變硫源種類(lèi)(硫脲、硫粉、硫氰酸銨)和鐵鹽種類(lèi)都可以得到具有蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)的USCAD Fe/g-C3N4催化劑.??將催化劑應(yīng)用于高級(jí)氧化過(guò)程可以高效降解各種有機(jī)污染物(苯酚、亞甲基藍(lán)、亞甲基橙、羅丹明B),?催化劑性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于文獻(xiàn)報(bào)道的其它Fe基催化劑和傳統(tǒng)熱解法制備的Fe/g-C3N4催化劑.??該硫輔助熱解法為無(wú)模板法制備納米多孔USCAD金屬/g-C3N4催化劑開(kāi)辟了一條簡(jiǎn)易可行的途徑.安素峰（第一作者），大連理工大學(xué)博士后。目前的研究主要集中在高性能g-C3N4基材料的綠色合成及其光催化應(yīng)用（光解水制氫，光催化CO2還原，光催化有機(jī)小分子轉(zhuǎn)化等）研究。以第一作者和合作作者共發(fā)表SCI論文5篇，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利1項(xiàng)。
張光輝副教授（共同第一作者），2014年畢業(yè)于武漢大學(xué)有機(jī)化學(xué)專(zhuān)業(yè)雷愛(ài)文教授課題組獲得博士學(xué)位。曾先后在美國(guó)伊利諾伊理工大學(xué)/阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Adam S. Hock教授課題組及普渡大學(xué)Jeffrey T. Miller教授課題組任博士后研究員，并于2018年加入大連理工大學(xué)化工學(xué)院。在Nat. Catal., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., ACS Catal.等國(guó)際期刊上發(fā)表SCI論文70余篇。目前的研究興趣主要集中在多相催化領(lǐng)域，尤其是二氧化碳、烷烴等小分子的催化轉(zhuǎn)化。
李克艷副教授（共同通訊），2004年獲河南大學(xué)化學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)士學(xué)位，2009年獲大連理工大學(xué)功能材料化學(xué)與化工專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位，2009年1月起留校工作。主要研究領(lǐng)域是催化新材料（應(yīng)用于芬頓反應(yīng)和光催化反應(yīng)）、電池材料的設(shè)計(jì)合成。目前已在Phys. Rev. Lett.、Chem. Eur. J.、Inorg. Chem.、Electrochim. Acta等期刊發(fā)表SCI收錄論文70余篇。郭新聞教授（共同通訊），1989年獲大連理工工大學(xué)高分子材料學(xué)士學(xué)位，1995年4月獲大連理工大學(xué)工業(yè)催化博士學(xué)位，并留校工作。2001年4月-2002年4月及2004年11月-2005年3月在美國(guó)賓州州立大學(xué)做訪問(wèn)學(xué)者。曾任大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部化工學(xué)院院長(zhǎng)，現(xiàn)任化工學(xué)院黨委書(shū)記。催化學(xué)報(bào)、石油學(xué)報(bào)（石油加工）編委，國(guó)際期刊CHEM ENG TECH編委。遼寧省“百千萬(wàn)人才工程”百人層次，教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才”人選。2003年獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)（排名3）；2007年被評(píng)為大連市第四批優(yōu)秀專(zhuān)家；2008年獲得中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)青年科技突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。主要研究領(lǐng)域：分子篩合成與應(yīng)用的基礎(chǔ)研究、二氧化碳催化轉(zhuǎn)化、MOF材料的設(shè)計(jì)合成與形貌調(diào)控、擇形催化與選擇氧化。目前發(fā)表SCI收錄論文300余篇。
Sufeng An, Guanghui Zhang, Jiaqiang Liu, Keyan Li *, Gang Wan, Yan Liang, Donghui Ji, Jeffrey T. Miller, Chunshan Song, Wei Liu, Zhongmin Liu, Xinwen Guo *, Chin. J. Catal., 2020, 41: 1198–1207.
