暨南大學(xué)在非金屬等離子體光催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展
暨南大學(xué)婁在祝等在非金屬等離子體光催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。
暨南大學(xué)婁在祝等在非金屬等離子體光催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。他們提出了一種新策略，通過酸輔助與光輻照協(xié)同調(diào)控非金屬等離子激元氧化鎢的結(jié)晶度與電荷耗盡層，成功構(gòu)建了高活性表面，實現(xiàn)了高效的等離子激元催化醇脫水產(chǎn)生烯烴。研究成果以“Constructing High-Active Surface of Plasmonic Tungsten Oxide for Photocatalytic Alcohol Dehydration”為題發(fā)表在材料領(lǐng)域國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Advanced Materials》（論文鏈接），影響因子29.4。博士生田德華和劉小磊副教授為共同第一作者，婁在祝、李寶軍教授和山東大學(xué)王澤巖教授為通訊作者。
非金屬等離激元材料具有半導(dǎo)體和類金屬的雙重能帶結(jié)構(gòu)，在全光譜范圍具有強響應(yīng)，被認(rèn)為是太陽能轉(zhuǎn)化的理想材料。然而，這些材料表面存在著耗盡層，嚴(yán)重抑制了其表面電子共振和催化活性。如何調(diào)控表面耗盡層，同時構(gòu)建催化活性位點，是一個巨大的挑戰(zhàn)。為了解決這一難題，婁在祝/李寶軍教授等在前期關(guān)于非金屬等離子激元光催化增強策略的研究基礎(chǔ)上。（Nat Commun. 2022、Adv. Funct. Mater. 2019、ACS Nano 2021），提出了一種新的策略，即酸輔助與光輻照協(xié)同調(diào)控氧化鎢表面耗盡層。成功研制出了高結(jié)晶度和高濃度低價鎢原子的高效非金屬等離子激元氧化鎢W18O49。這種材料在紫外光激發(fā)下能夠促進(jìn)表面低價鎢原子的產(chǎn)生，從而增強醇分子的吸附；在可見到近紅外光激發(fā)下則能夠加快吸附醇分子內(nèi)的電子轉(zhuǎn)移，從而降低了醇分子脫水反應(yīng)的勢壘。這種等離激元光催化與熱催化相比，叔丁醇產(chǎn)生異丁烯的速率提升了160倍，展現(xiàn)出在全波段太陽能驅(qū)動的綠色催化方面的巨大應(yīng)用潛力。
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