北京化工大学向中华教授课题组在光催化海水制氢领域取得新进展
氢能由于绿色无污染等优点，被认为是最理想的化石能源替代品，而光催化分解水制氢被认为是最理想的氢能获得途径。目前，传统的光催化制氢几乎都是在纯水的条件下实现的，然而，地球上97%的水资源都是海水，由于海水中复杂多样的离子成分和微生物，使得海水中光解水产氢速率基本只有纯水中产氢速率的一半甚至更低。共价有机聚合物（Covalent Organic Polymers; COPs）因其比表面积的可调控性，结构的定向裁剪性，良好的稳定性，优良的可见光吸收性能以及快速的载流子传输性能，在光催化分解水产氢中的应用受到了越来越多的关注。因此，开发一种能够在海水中稳定高效的光解水制氢聚合物催化剂具有重大现实意义。
针对以上难题，向中华教授团队设计合成了一种具有全共轭结构的无杂原子的共价有机聚合物COP-TF，该聚合物具有良好的可见光吸收能力，为了进一步提高COP-TF在海水中的光解水产氢速率，该团队创造性的设计了一种碳包覆的磷化镍作为助催化剂。
磷化镍包覆的碳层在该光催化剂体系中具有重要的作用：（1）该碳层可以通过与共轭聚合物的π-π相互作用来增加CNi2P 和COP-TF之间的吸引力，进而使得碳包覆的磷化镍（CNi2P）紧密的负载到COP-TF表面；（2）该碳层有利于增强COP-TF与磷化镍之间电子传输，促进光生电子空穴的分离；（3）在光解水制氢过程中，该碳层可以有效降低磷化镍被海水侵蚀。因此，该催化剂（COP-TF@CNi2P ）在海水中的产氢速率为2.5mmolg-1h-1，而且经过半个月的不连续产氢测试之后，仍然能够保持92%产氢速率。远远超过了另外三种著名的光催化剂（g-C3N4，TiO2，CSd）在海水中的光解水产氢速率。该研究对于在海水中稳定高效的光催化剂设计具有重要的指导意义。

图3. （a）析氢反应的吉布斯自由能；（b）不同催化剂在海水中的产氢稳定性测试；（c）COP-TF@Ni2P在海水中产氢稳定性测试 。
以上研究成果以“A Fully Conjugated Covalent Organic Polymer with Carbon-Encapsulated Ni2P for Highly Sustained Photocatalytic H2 production from Seawater”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces （ACS Appl Mater Interfaces. DOI: 10.1021/acsami.9b13540）上。论文第一作者为北京化工大学化工学院博士生刘瑶瑶，通讯作者为北京化工大学向中华教授。
https://t.cn/A6I0HoVe
氢能由于绿色无污染等优点，被认为是最理想的化石能源替代品，而光催化分解水制氢被认为是最理想的氢能获得途径。目前，传统的光催化制氢几乎都是在纯水的条件下实现的，然而，地球上97%的水资源都是海水，由于海水中复杂多样的离子成分和微生物，使得海水中光解水产氢速率基本只有纯水中产氢速率的一半甚至更低。共价有机聚合物（Covalent Organic Polymers; COPs）因其比表面积的可调控性，结构的定向裁剪性，良好的稳定性，优良的可见光吸收性能以及快速的载流子传输性能，在光催化分解水产氢中的应用受到了越来越多的关注。因此，开发一种能够在海水中稳定高效的光解水制氢聚合物催化剂具有重大现实意义。
针对以上难题，向中华教授团队设计合成了一种具有全共轭结构的无杂原子的共价有机聚合物COP-TF，该聚合物具有良好的可见光吸收能力，为了进一步提高COP-TF在海水中的光解水产氢速率，该团队创造性的设计了一种碳包覆的磷化镍作为助催化剂。
磷化镍包覆的碳层在该光催化剂体系中具有重要的作用：（1）该碳层可以通过与共轭聚合物的π-π相互作用来增加CNi2P 和COP-TF之间的吸引力，进而使得碳包覆的磷化镍（CNi2P）紧密的负载到COP-TF表面；（2）该碳层有利于增强COP-TF与磷化镍之间电子传输，促进光生电子空穴的分离；（3）在光解水制氢过程中，该碳层可以有效降低磷化镍被海水侵蚀。因此，该催化剂（COP-TF@CNi2P ）在海水中的产氢速率为2.5mmolg-1h-1，而且经过半个月的不连续产氢测试之后，仍然能够保持92%产氢速率。远远超过了另外三种著名的光催化剂（g-C3N4，TiO2，CSd）在海水中的光解水产氢速率。该研究对于在海水中稳定高效的光催化剂设计具有重要的指导意义。

图3. （a）析氢反应的吉布斯自由能；（b）不同催化剂在海水中的产氢稳定性测试；（c）COP-TF@Ni2P在海水中产氢稳定性测试 。
以上研究成果以“A Fully Conjugated Covalent Organic Polymer with Carbon-Encapsulated Ni2P for Highly Sustained Photocatalytic H2 production from Seawater”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces （ACS Appl Mater Interfaces. DOI: 10.1021/acsami.9b13540）上。论文第一作者为北京化工大学化工学院博士生刘瑶瑶，通讯作者为北京化工大学向中华教授。
https://t.cn/A6I0HoVe
『海洋塑料垃圾制成的桌椅系列』
丹麦可持续设计品牌 Mater 推出的 Ocean Collection 桌椅系列主要由海洋塑料垃圾制成。
.
它重新构想了著名设计师 Jørgen 和 Nanna Ditzel 在1955年的原创设计。
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自成立以来，Mater 一直致力于将高端设计与创新材料相结合，提供可持续解决方案。
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Mater 的首席执行官兼创始人 Henrik Marstrand 说：
“如果我们能创造出具有功能性、耐用性和吸引力的产品，并在同时清除消费主义的副作用，那就实现了双赢。”
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每一把 Ocean Collection 中的椅子内含有960克海洋塑料垃圾。
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它们易于拆卸，桌椅的每个组件在使用周期结束后都会重新投入到新的生产循环♻️中。
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桌椅是由重复板条和金属框架组成的轻质结构，并且是为户外⛳️设计和制造的，体现出品牌的可持续和创新的思维。
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这种创新的商业模式促使各地的渔民将废弃渔网收集到位于丹麦的、也是世界上唯一的渔网回收厂。
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#可持续设计##材料设计##设计灵感##可持续理念##环保##循环经济##家居设计##海洋保护##再生塑料##海洋塑料#
丹麦可持续设计品牌 Mater 推出的 Ocean Collection 桌椅系列主要由海洋塑料垃圾制成。
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它重新构想了著名设计师 Jørgen 和 Nanna Ditzel 在1955年的原创设计。
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自成立以来，Mater 一直致力于将高端设计与创新材料相结合，提供可持续解决方案。
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Mater 的首席执行官兼创始人 Henrik Marstrand 说：
“如果我们能创造出具有功能性、耐用性和吸引力的产品，并在同时清除消费主义的副作用，那就实现了双赢。”
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每一把 Ocean Collection 中的椅子内含有960克海洋塑料垃圾。
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它们易于拆卸，桌椅的每个组件在使用周期结束后都会重新投入到新的生产循环♻️中。
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桌椅是由重复板条和金属框架组成的轻质结构，并且是为户外⛳️设计和制造的，体现出品牌的可持续和创新的思维。
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这种创新的商业模式促使各地的渔民将废弃渔网收集到位于丹麦的、也是世界上唯一的渔网回收厂。
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【NML编委：刘宗文(Zongwen Liu)】刘宗文，于墨尔本大学获得博士学位，现为澳大利亚悉尼大学化学与生物分子工程学院副教授。在2004年加入悉尼大学前，先后在昆士兰大学和日本国家材料科学研究所（NIMS）工作。加入悉尼大学后，在澳大利亚显微镜和微量分析中心工作，并被授予伊丽莎白女王二世学者等奖项。刘宗文副教授的研究涉及纳米结构材料的合成及其微观结构表征，旨在探索新功能材料设计的结构-性能关系，他的研究涵盖产能储能材料、矿物、合金和膜等多个方向，多次在Nano-Micro Lett.、Chem. Soc. Rev.、 Angew. Chemie. Int. Ed.、Adv. Mater.、 Nat. Commun.等知名期刊上发表文章。迄今为止，已参与发表文章被引用超过10000次，H因子高达49（Google Scholar）。
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