西京学院实现历史性突破！首篇Advanced Science顶刊论文发表

来源：材料与能源科学技术研究院

近日，我校材料与能源科学技术研究院、“降碳减污-协同增效”校级核心科研团队在太阳能催化合成绿色化学品领域取得里程碑式突破。研究成果以《各向异性双S型异质结中电子转移与质子中继的协同用于克服过氧化氢光合成的动力学失配》为题，发表于国际顶尖学术期刊《Advanced Science》。该期刊为材料科学领域顶级期刊，我校为论文的第一完成单位和通讯单位，王冰为论文第一作者，冯祥波教授和赵玉真教授为论文共同通讯作者。此项工作是我校在该期刊上发表的首篇研究论文，标志着我校在光催化前沿基础研究方面取得了重大进展。

过氧化氢（H₂O₂）作为一种重要的绿色氧化剂和能源载体，在环境修复和化工生产等领域应用广泛。然而，传统工业合成法能耗高、污染重，利用太阳能“光合作用”生产H₂O₂是理想的绿色替代路线，但其效率长期受限于光生电子与质子传输速度不匹配这一核心动力学瓶颈。

图1催化体系设计理念对比示意图

针对这一世界性难题，研究团队创新性地提出了“各向异性双S型异质结”与“酰胺桥联质子中继”协同的多维仿生设计策略，团队成功构建了C₃N₄/SubPc-1/C₃N₅三元异质结催化剂，巧妙地将一维的质子传输通道与多维的电子转移网络融为一体。其中的酰胺键（-CONH-）如同“分子级高速公路”，不仅能高效传递电子，其N-H位点还能像“接力棒”一样快速传递质子，从而在分子尺度上解决了电子与质子供应不同步的关键难题。值得关注的是，团队中的本科大二学生王欣怡也深度参与了此项前沿研究工作。这得益于学校实行的卓越班学生导师培养制，该制度让优秀的本科生能够早期进入实验室，在导师带领下直接接触和参与国际前沿的科研项目，实现了人才培养与科学研究的深度融合。

图2实验结合理论模拟验证光催化机制

该体系能高效协同降解有机污染物，实现“降碳”与“减污”的同步增效。研究通过飞秒瞬态吸收光谱等尖端表征技术，揭示了小于1皮秒（<1 ps）的超快电子转移路径，并结合多尺度理论计算，从原子层面阐明了“电子-质子”协同催化的微观机制。

图3飞秒瞬态吸收光谱表征载流子分离动力学

此项研究不仅为高效光催化合成H₂O₂提供了全新思路和普适性的界面工程范式，也为设计面向碳中和的其他光合作用系统（如CO₂还原、N₂固定）奠定了坚实的理论基础，展现出广阔的绿色应用前景。此项成果也是我校科研反哺教学、本科生融入高端科研的成功范例。

作者简介

王冰，男，1996年生，工学博士（西北大学），香港浸会大学访问学者（合作导师：赵峻教授）。主要从事太阳能转化与利用、光/电催化功能分子设计与制备等领域相关研究。近年来，先后主持陕西省教育厅自然科学专项项目、西京学院高层次人才基金等课题，以第一作者/通讯作者在Advanced Functional Materials（IF 19.0）、Advanced Science（IF 14.1）、Applied Catalysis B: Environment and Energy（IF 21.1）、Chemical Engineering Journal（IF 13.4）、Journal of Materials Science & Technology（IF 11.2）等国际期刊发表SCI论文20余篇，并担任中国化学快报《Chinese Chemical Letters》青年编委。

图文/材料与能源科学技术研究院

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