光催化论文答辩记录表

负载在g‑C3N4纳米片的PtCo合金和周围Co单原子的协同作用促进整体水分解

研究背景

太阳能驱动的全分解水可大规模生产氢气和氧气，是满足清洁能源需求和解决化石燃料危机的理想策略。然而，在不消除牺牲试剂或不需要施加外部偏压的情况下，水分解需要协同活性位点，以连接空间分离的析氢和析氧反应。具有最高原子利用效率的原子分散催化剂已成为催化领域的前沿。然而，单组分单原子催化剂在整个光催化水分解反应（OWS）中的应用却鲜有报道。

内容简介

基于此，近日华东师范大学姚叶锋和王雪璐团队设计了一种双组分协同光催化剂，其包含单原子Co（CoSAs）中心和PtCo合金纳米颗粒（Nps）的分散体负载在C3N4纳米片上。CoSAs中心是析氢反应（HER）的高活性位点，PtCo合金是析氧反应（OER）的高活性位点。当两个不同的反应中心结合时，它们之间会产生协同效应，这表明CoSAs中心和PtCo合金Nps之间可能存在质子或羟基溢出现象。CoSAs中心和PtCo合金的协同促进了OWS反应实现最大原子利用率和最佳双功能活性之间的协同。这种结合为开发OWS原子分散催化剂提供了一个很有前景的模型。相关论文以” Synergistic Promotionof Single-Atom Co Surrounding a PtCo Alloy Based On a g‑C3N4 Nanosheet for Overall Water Splitting”发表在ACS Catal.

本文亮点

1. 设计了一种新型的双组分协同光催化剂CoSAs/PtCo@CNN，由负载在纳米片g-C3N4上的CoSAs和PtCo合金纳米颗粒组成。该催化剂有效地促进了光催化整体水分解反应。

2. 纳米片C3N4具有大的比表面积和高的孔容，为CoSAs的形成提供了丰富的N配位。CoSAs和PtCo合金的协同活性在最大原子利用率和析氢析氧双功能反应性之间架起了一座桥梁。

3. CoSAs/PtCo@CNN在可见光照射下，三乙醇胺（TEOA）存在下，催化剂在整个水裂解反应中的产氢活性高达300.9μmol/h·g，产氢活性为5.58 mmol/h·g。

4. 这项研究不仅为构建协同合金位点开发高效的单原子光催化剂提供了一种有希望的策略，而且还提供了对结构的深入了解 通过光催化过程进行的整体水分解反应的活性关系。

图文解析

TEM,FT-IR

CN样品由膨胀和连续结构中的大波浪层组成。负载金属后，金属颗粒聚集在大块CN的表面或次表面。经过两步煅烧后，所得CNN样品转变为薄、松散、柔软的丝状纳米片结构。煅烧方法导致了CN层的卷曲，使金属颗粒更均匀、更稳定地负载在表面上。红外光谱结果表明CNN样品的C-NH-C键的振动明显强于CN样品中的振动，表明CNN具有高浓度的-NH-缺陷位点，可能会增强水分子的光催化活性。

NMR

在D2O 处理（表示为 CNN-D）之前和之后获得的 CNN 样品的1D 1H MAS 核磁结果表明当 CNN 样品中残留水通过 D2O 处理被氘化时，CNN-D 的 Hw 信号显著减弱。这表明CNN样品具有易于吸附和解吸水分子的双重优势。相反，在 D2O 处理后，普通 CN 样品的Hw 信号强度或其位置没有显著变化，表明由于氢交换没有明显的结构变化。氘交换后, CNN-D 样品的 CN3, Ha 峰的相关性显著降低, 表明边缘氨基(Ha) 和 d 氘化水之间存在强烈的质子交换。相比之下, CN-中的质子交换的证据Ha和氘化水之间的D样品几乎没有氘处理前后的变化。

XANES,HAADF-STEM

为了进一步了解铂和钴金属的配位化学，测试了CoSA/PtCo@CNN催化剂的X射线吸收近边缘结构（XANES）光谱。在CoSAs中形成Co（II）Nx配位中心外，合金中的Co4s和4p轨道还通过与Pt电子结合发生杂化。EXAFS分析表明PtxCo合金和N-Co（II）连接性结构形成。Pt L3边缘的EXAFS光谱中电子的径向分布发生了0.2Å的偏移，表明Pt Co键的形成。Co 原子分散在单金属位点，中心 Co 原子由四个 N 原子配位稳定。少量的 CoSA可以通过长距离的 Co-N-C 协调。像差校正的HAADF-STEM结果表明分离出单个纳米颗粒具有 0.224 nm 间距的晶面（Pt3Co 平面）并被许多孤立的金属原子包围。结合 XANES 分析，纳米粒子（NPs）和孤立的金属原子分别为PtxCo 合金和单个 Co 原子。CoSAs/PtCo@CNN 催化剂的组成为大多数 Pt 原子参与形成随机分布的PtCo 合金。额外的Co原子不均匀地分散在 PtCo 合金簇。很少量的Co单原子远离单纳米粒子。所有这些形式共同构成CoSAs/PtCo结构体。

EPR,UV-vis

CoSAs/PtCo@CNN 催化剂用于在紫外-可见光照射下在整个水分解反应中生成产物，而无需使用任何电子牺牲剂，通过原位 EPR 光谱观察到悬浮液中•OH（羟基自由基）的特征信号。这种强烈的•OH 信号表明该途径涉及水的单电子氧化以产生•OH。在 CoSAs@CNN 上仍然没有检测到 •OH 信号，CoSAs/PtCo@CNN表现出高活性产氢气（高达 300.9 μmol/h·g）和 65.6 μmol/h g的活性用于整个水分解反应中的 O2。在整个水分解反应中观察到 H2O2 产物。催化剂使用3次后，PtCo合金上的Co0保持稳定的结构。在单组分催化剂 CoSAs@CNN 或 PtCo@CNN 上没有检测到可测量的 H2 或 O2 物种，这表明单原子 Co 和纳米片CNN 上负载的 PtCo 合金复合材料之间存在协同。

DFT

理论计算给出了CoSAs/PtCo@CNN对 HER 的反应途径。第二步（OH* O*）为 OER 过程的决速步。对于合金表面的 Pt 位点、合金表面的 Co 位点和 CoSAs 位点，此步骤的 ΔGO* 值分别为 2.18、1.82和 2.52 eV。对于 PtCo 合金表面的 Co 位点，每个基元步骤都是吸热的，其决速步基本上可用于完成 OER 半电池反应。如上所述，这种协同作用是通过 CoSAs配位的 N 原子产生的，N原子充当 HER 半反应的高活性位点。同时，由纳米片 C3N4负载的 PtCo 合金纳米颗粒是OER 的高活性位点。

该研究主要计算及测试方法

做同步辐射 找易科研

做球差电镜 找易科研

做计算 找易科研

催化剂用量对光降解的影响是指随着催化剂用量的增加，催化剂能够促进反应，从而加速光降解产物的形成，提升光降解效率。但是，催化剂用量太多会使反应受到干扰，减缓光降解速率，因此用量应控制在一定范围内才能得到最佳光降解效果。

导语：关于学生毕业论文工作总结，在今后的教学中，加强学生写作基本功和学术规范的训练，认真研究，完善相关制度，使人文学院毕业论文的写作和答辩工作更上台阶。

（一）学生毕业论文工作总结

首先，分管教学工作副院长冯永泰介绍了本届本科毕业论文答辩总体情况:20xx届汉语言文学专业、历史学、法学、学前教育四个专业参加毕业论文创作和答辩的学生共计425人，全部通过答辩，其中优秀13人，占参加答辩学生的3.06%，良好154人，占参加答辩学生的36.2%，中等221人，占参加答辩学生的52%，及格37人，占参加答辩学生的8.70%。

全院有4个同学的毕业论文入讯西华大学20xx届优秀毕业设计(论文)摘要选编>。

学院推荐参加校答辩的伍思源(指导教师:谢应光)在校答辩中获得全校第1名。

今年人文学院首届法学双学位班毕业，共有毕业生24人，全部参加并通过了毕业论文答辩。

在20xx届学生毕业论文工作中，首次引入了“中国知网学术不端检测系统”，对学生的毕业论文进行抽查。

全院共抽查学生毕业论文66篇，总体情况较好。

在整个毕业论文创作和答辩过程中，工作时间落实，任务落实，责任到人，保质、按时地完成了工作任务。

各教学系也对本系的答辩情况进行了介绍，并对学生论文写作和答辩的成绩和存在的问题进行了总结。

会议还讨论了人文学院毕业论文工作改革方案，方案拟将毕业论文工作提前到第7学期开始进行，答辩安排在第8学期第12周左右进行。

最后，人文学院院长、学院答辩委员会主任谢应光针对毕业论文写作和答辩中存在的问题作出指示:将本届本科会的精神通报全院老师，形成全院教师都关心学生毕业论文工作的局面。

在今后的教学中，加强学生写作基本功和学术规范的训练，认真研究，完善相关制度，使人文学院毕业论文的写作和答辩工作更上台阶。

（二）毕业论文心得体会

两个多月的毕业论文终于结束了，我的大学生活也将随之结束。

在这短短的两个多月里，我付出了许多，也收获了许多，回想起来还真有不少的体会。

首先要感谢我的两位导师孙秀果老师和张建民教授，他们在整个实验操作和论文的完成及答辩中给了我极大的帮助和支持，他们一丝不苟的治学态度，清晰的思路和认真、负责、勤快的工作作风深深的影响并感染了我，使我铭记于心并将永远的学习。

在此，谨向两位恩师致以我最衷心的感谢。

刚拿到题目时，我对课题充满了新鲜感，在导师的指导下我查阅了大量关于课题的文献，使我对课题的研究内容和国内外的研究进展有了更多的了解，也使我对自己的课题产生了浓厚的兴趣。

在做实验的两个月中，孙老师每周至少来实验室两次检查我的实验进度和解答我在实验过程中的疑惑，还经常牺牲自己的休息时间和我们一起讨论问题。

在整理论文阶段，孙老师不辞辛苦的反复为我修改论文，并为我的答辩提出了许多建设性的意见，正是有了我两位导师的关心和精心指导，我才很荣幸的在这次学院本科生优秀毕业论文评比中被评为学院优秀。

这个荣誉属于我也属于我的导师。

实验中，化学实验室的刁建志老师、周矩老师、顾业强老师、彭政老师在实验器材上给了我很多帮助，他们无私奉献的精神、热心助人的品质和孜孜以求的工作态度，都给我留下了深刻的印象。

两个多月的实验对我的耐性是一种考验，使一颗大四本来十分浮躁的心平静了下来。

这段时间不管是假期还是周末我都是在实验室过的，特别在实验后期测样品性能时，由于时间比较紧，我每天都是一大早就起床去实验室了，先在二楼把样品烧上再上六楼做光催化并利用间歇时间配第二天要用的溶液，时间到了又到二楼拿样品，还要为分散性称好样，中午从来没在宿舍睡过，最多是在实验台上趴会。

最紧的'一天我做了3组15个样光催化和1组17样个分散性实验，晚上回到宿舍两腿发软浑身酸痛。

虽然很累但是我感觉特别充实，尤其当看到自己的实验有规律时，心里会有一种成就感。

经过两个月的实验，我对自己也有了新的定位。

那就是不能再把自己当做“小学生”了，干什么事情都要别人告诉我们该怎么做，我们是接受过高等教育的新时代的大学生，要完成时代赋予我们的使命，抓住机遇迎接挑战，就要锻炼自己发现问题和解决问题的能力，要养成主动学习的习惯，我认为这对我们以后的学习和工作是很重要的。

毕业论文是对我大学四年所学基础知识的专业知识的一次全面检验，通过撰写论文和毕业答辩，我觉得对自己的语言组织能力，表达能力，沟通交际能力，运用所学知识的能力，分析问题并解决问题的能力都有所提高，也使我变的更加自信、成熟。

“团结、合作、谦虚”这三个词我的体会也比较深。

做任何事包括做实验都不是孤立的，不是你“闭门造车”，而是一个需要和他人交往的过程。

这就要求我们要团结，要有合作精神，要注意和他人的沟通，要谦虚，不懂就问所谓“知之为知之，不知为不知”。

总之，在整个实验操作和论文完成的过程中，我体会到的是实验的艰辛和收获的充实，感受到的是一种坚持不懈、契而不舍的科研精神。对我以后的深造学习有重要的意义。

最后，我再次向两位恩师和我的家人表示深深的感谢，我将继续努力，在以后的学习和工作中，争取取得更好的成绩。

您好，光降解反应是一种利用光能将有机物质转化为更简单的物质的反应过程。催化剂是一种可以加速反应进程的物质，它可以改变反应的活性能，使反应更快。催化剂的用量对光降解的影响是很重要的，因为催化剂的用量不同，反应的速度和效率也会有所不同。如果催化剂用量过低，光降解反应的速度会变慢，反应效率会变低；如果催化剂用量过高，光降解反应的速度也会变慢，反应效率也会变低。因此，要获得较高的光降解效率，催化剂的用量应该适当，以达到最佳的光降解效果。