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利用光催化劑的太陽能能力有望獲大提升

   2016-07-20 合肥日報16300
核心提示:中國科學技術大學熊宇杰教授課題組基于無機固體精準制備化學,采用晶體缺陷工程,設計出一類具有缺陷態的氧化鎢納米結構,在廣譜
中國科學技術大學熊宇杰教授課題組基于無機固體精準制備化學,采用晶體缺陷工程,設計出一類具有缺陷態的氧化鎢納米結構,在廣譜光照條件下展現出優異的有氧偶聯催化性能,有望實現低能耗和低成本的有機化工技術。該成果7月11日在線發表在國際重要化學期刊《美國化學會志》上。

當今的有機化工體系中,絕大部分催化反應是基于貴金屬催化劑的使用,并且依靠石油、煤炭的燃燒所驅動,存在催化劑材料成本高、能耗高等缺點。而金屬氧化物具有低成本等優點,并且展現出光催化活性,是一類理想的催化材料。然而,金屬氧化物在氧分子活化體系中的表現卻不盡如人意,無法有效俘獲太陽能并將之傳遞給氧分子。

熊宇杰課題組針對該挑戰,設計出一類具有精準可控氧空位缺陷態的氧化鎢納米結構。通常金屬氧化物的金屬原子具有配位飽和的特點,無法通過化學吸附來活化氧分子。而氧空位缺陷的構筑克服了該缺點,促進了光生電子從氧化物催化劑向氧分子的高效轉移。另一方面,缺陷態的出現大幅度擴寬了光催化劑的吸光范圍,使其在可見光和近紅外光區寬譜范圍內俘獲太陽能。這就實現了太陽能的有效俘獲及能量轉換傳遞,解決了氧化物催化劑在光催化有機合成中的瓶頸問題。 
 
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