亚纳米尺度上可见光区波长可调的光电催化新进展发表于《J. Am. Chem. Soc.》

      催化是实现物质转化的重要化学途径,近些年纳米催化剂由于具有高催化活性而得到人们的广泛关注,纳米催化剂及其机理的研究一直是科学家们关注的焦点。光电催化作为一种绿色的光电转换技术近几年在光电催化材料的设计、水裂解、二氧化碳还原和环境污染治理等方面均取得了重要的进展,是目前解决能源短缺和环境污染问题的有效途径。近些年,光电催化的激发光已经从紫外光区移到可见光区,但实现波长可控的光电催化仍然十分困难。亚纳米尺度上团簇结构的往往是催化剂的活性位点和活性中心,但这些结构及其机理尚缺少深入的研究,原位的机理研究仍然十分困难。

方萍萍副教授团队近年来围绕表面等离子体共振在光电催化中的应用开展了一系列研究工作(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54(39), 11462-11466; Electrochim. Acta, 2016, 209, 591-598)。近日,该团队的研究生杨皓及本科生汪子涵、郑燕玉等在方萍萍副教授和童叶翔教授的指导下设计了一种基于表面等离子体共振效应(SPR)的波长可控光电化学电池,这种光电化学电池通过调节电极材料金纳米棒的长径比,可以同时用于阴极产氢反应和阳极甲醇氧化反应。通过调节电池中阴阳极材料的铂包金纳米棒的长径比来调控光电催化反应的活性,实现了波长可调的光电催化。同时结合电化学和表面增强拉曼光谱(SERS)系统研究了这种光化学电解池的光电催化机理,发现这种光电催化反应中光电效应和光热效应的贡献比例大概是1:4SPR吸收峰的蓝移会增加光催化中的相应的光电效应,而SPR吸收峰的红移则会增加相应的光热效应,该研究为提高光电催化的选择性催化提供了新的途径和方法。该工作已发表于国际著名学术期刊《J. Am. Chem. Soc.》上。(Hao Yang, Zi-Han Wang, Yan-Yu Zheng, Lan-qi He, Chao Zhan, Xihong Lu, Zhong-Qun Tian, Ping-Ping Fang*, and Yexiang Tong, J. Am. Chem. Soc., 2016, 138 (50), 16204–1620754)

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上述研究工作得到了童叶翔教授和厦门大学田中群教授的大力支持和国家自然科学基金、教育部海外归国人员基金和高校基本科研业务费等项目的资助。

全文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b10205

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