前 言

太陽(yáng)能燃料?？?/p>

前 言

21世紀(jì)以來(lái)，能源短缺和環(huán)境污染是當(dāng)前人類所面臨的重大挑戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，開發(fā)清潔可再生的資源已迫在眉睫。太陽(yáng)能清潔無(wú)污染、分布廣泛、取之不盡、用之不竭，但是其能量密度低、分散性強(qiáng)、不穩(wěn)定、不連續(xù)的缺點(diǎn)使得我們至今仍缺乏對(duì)其高效、低成本、大規(guī)模利用的有效手段。因此，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，發(fā)展高效、低成本、規(guī)模化的太陽(yáng)能燃料制取技術(shù)具有重大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。研究表明，利用太陽(yáng)能半導(dǎo)體光催化技術(shù)制備有機(jī)燃料有望從根本上解決能源的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)二氧化碳的減排和利用。其中，利用太陽(yáng)能光催化分解水制氫被稱為“21世紀(jì)夢(mèng)的技術(shù)”，受到了國(guó)內(nèi)外科學(xué)家的高度關(guān)注。

鑒于我國(guó)科技工作者在太陽(yáng)能燃料領(lǐng)域的發(fā)展和在國(guó)際上的影響力，根據(jù)《影像科學(xué)與光化學(xué)》編委會(huì)決議，受編輯部委托，由我負(fù)責(zé)組織這期“太陽(yáng)能燃料”主題專輯。在向國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域做出杰出工作的研究人員發(fā)出邀請(qǐng)后，得到了積極響應(yīng)?，F(xiàn)將2篇綜述和8篇原始研究論文集成本專輯，希望通過(guò)這個(gè)相對(duì)綜合的展示促進(jìn)我國(guó)太陽(yáng)能燃料研究及應(yīng)用領(lǐng)域工作的深入開展。

本?？撐纳婕皟?nèi)容廣泛，從光催化分解水到二氧化碳還原，從均相催化體系到非均相催化體系，從光催化技術(shù)到光電催化技術(shù)。南京大學(xué)周勇教授等人首先綜述了近幾年來(lái)他們課題組在光催化還原CO2為碳?xì)淙剂戏矫娴囊恍┭芯窟M(jìn)展，主要涉及半導(dǎo)體催化劑的納米結(jié)構(gòu)調(diào)控及光催化還原CO2性能；中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所李嫕研究員等人綜述了近五年來(lái)在均相體系中光催化還原CO2制取有機(jī)燃料所取得的重要研究進(jìn)展，并對(duì)均相光催化體系發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了總結(jié)。中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所吳驪珠研究員等人發(fā)展了一種新型基于NiFe氫化酶催化中心模擬物并實(shí)現(xiàn)光誘導(dǎo)產(chǎn)氫；福州大學(xué)王心晨教授等人采用氰胺前驅(qū)物和二氧化硅納米管為模板，合成了石墨相氮化碳納米管，并考察了其可見光分解水制氫性能；中國(guó)科學(xué)院金屬研究所劉崗研究員等人通過(guò)在雙氰胺前驅(qū)體中添加聚乙二醇，在縮聚過(guò)程實(shí)現(xiàn)碳摻雜形成含氮空位的g-C3N4光催化劑，考察了原位聚合碳摻雜對(duì)石墨態(tài)氮化碳光催化產(chǎn)氫性能的影響；黑龍江大學(xué)井立強(qiáng)教授等人制備了TiO2/Bi2O3納米復(fù)合體并探討了其在可見光下的分解水制氫性能；中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所傅文甫研究員等人以[Cu(THEED)(H2O)]SO4作為前驅(qū)體，通過(guò)陽(yáng)極表面電沉積方法原位得到具有電催化活性的CuO，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電催化的水氧化；華東理工大學(xué)張金龍教授等人制備了Ti3+摻雜TiO2-SiO2二維大孔薄膜，并表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性；中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所張鐵銳研究員等人探討了Au納米顆粒在等離子共振光催化劑中的作用機(jī)理。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所孫再成研究員等人設(shè)計(jì)合成了CdS超薄片層包覆TiO2中空結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，并考察了其可見光催化分解水制氫性能。期待本專輯能給相關(guān)研究領(lǐng)域的廣大工作者提供一個(gè)比較全面、清晰的綜合參考，促進(jìn)太陽(yáng)能燃料領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。

相信經(jīng)過(guò)科研人員的共同努力，我國(guó)在太陽(yáng)能燃料相關(guān)領(lǐng)域中的研究工作會(huì)做得越來(lái)越好，在國(guó)際上的影響力也會(huì)越來(lái)越大。同時(shí)，我國(guó)的學(xué)術(shù)刊物在廣大科研工作者的大力支持下也會(huì)辦得越來(lái)越好。

在本專輯出版之際，我要特別感謝主編佟振合院士對(duì)我的信任與鞭策！感謝《影像科學(xué)與光化學(xué)》編輯部張俐等老師對(duì)于本專輯每一篇論文所投入的精力與細(xì)致！

張鐵銳

2015年8月20日

張鐵銳，男，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員。

1994年9月～1998年8月，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院國(guó)家理科基地班(免試)，獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位；1998年9月～2003年8月，吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院(免試)，獲有機(jī)化學(xué)博士學(xué)位；2003年9月～2004年9月，德國(guó)Max Planck Institute of Colloids and Interfaces，“洪堡”學(xué)者；2004年10月～2005年8月，加拿大National Institute for Nanotechnology NRC，NIH研究員；2005年8月～2007年1月，美國(guó)University of Arkansas，博士后；2007年2月～2009年10月，美國(guó)University of California-Riverside，博士后。2009年11月回國(guó)，受聘為中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所“百人計(jì)劃”研究員。

近年來(lái)主要致力于納米材料的化學(xué)控制合成、組裝及催化性能等方面的研究，在Adv.Mater.、Angew.Chem.、JACS、Adv.Funct.Mater.等期刊上發(fā)表SCI論文90余篇，被引用3000多次，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利17項(xiàng)(已授權(quán)4項(xiàng))，在國(guó)際會(huì)議上作特邀報(bào)告20余次。獲德國(guó)“洪堡”學(xué)者獎(jiǎng)、第二屆“SCOPUS尋找未來(lái)科學(xué)之星”材料領(lǐng)域銀獎(jiǎng)、中科院“百人計(jì)劃”-結(jié)題優(yōu)秀、第44和45屆世界化學(xué)大會(huì)青年化學(xué)家旅行獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。2009年入選中科院“百人計(jì)劃”、2012年入選中組部“萬(wàn)人計(jì)劃”-首批“青年拔尖人才支持計(jì)劃”、2013年獲得國(guó)家基金委“優(yōu)青”項(xiàng)目支持。講授研究生課程《光功能材料(二)》。兼任ScienceBulletin副主編，ScientificReports、JournalofNanotechnologyandSmartMaterials、JournalofMaterialsSciencesandApplications、JournalofNanoStudies&Technology(IJNST)、InternationalJournalofCarbonNanotechnology、Nanoscience&Nanotechnology-AISA等期刊任編委。

現(xiàn)任中國(guó)化學(xué)會(huì)青年工作者委員會(huì)委員，中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)納米材料與器件分會(huì)理事，中國(guó)感光學(xué)會(huì)光催化專業(yè)委員會(huì)委員，IAOEES理事，第五屆中國(guó)青年科技工作者協(xié)會(huì)會(huì)員等學(xué)術(shù)職務(wù)。

聯(lián)系地址：北京市海淀區(qū)中關(guān)村東路29號(hào) 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所

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