时间: 2024-06-28 05:59:14 | 作者: 医疗产品注塑
鉴于现在的动力危机，能耗需求是约束现代化工开展的首要的要素之一。以太阳能驱动有机组成进程，将有望代替传统的热催化技能，以此来完结低能耗的化工出产。在该技能途径中，将太阳能转化储存为化学能，为缓解当时的动力窘境供给了一种新的思路。该技能的中心重点是怎样来下降催化剂资料本钱并提高能量转化功率。近来中国科学技能大学熊宇杰教授课题组根据无机固体精准制备化学，选用晶体缺点工程，规划了一类具有缺点态的氧化钨纳米结构，在广谱光照条件下展现出优异的有氧偶联催化功能，有望完结低能耗和低本钱的有机化工技能。该作业在线发表于重要化学期刊《美国化学会志》（J.Am.Chem.Soc.DOI:10.1021/jacs.6b04629），一起榜首作者是博士生张宁和李喜玉。
如今有机化工系统中绝大部分催化反响是根据贵金属催化剂的运用，并且是依托石油、煤炭的焚烧所驱动的，存在高催化剂资料本钱、高能耗等缺点，约束了其逐渐开展。例如，与很多有机环氧化、碳氢化合物氧化、醇类氧化及有氧偶联反响相关的氧分子活化进程，一般是使用贵金属催化或热能完结的。与贵金属催化剂比较，金属氧化物具有低本钱等长处，且可展现出光催化活性，是一类抱负的催化资料。但是，金属氧化物在氧分子活化系统中的体现却不尽人意，其瓶颈在于无法有用地抓获太阳能并将之传递给氧分子。
熊宇杰课题组针对该应战，规划出了一类具有精准可控氧空位缺点态的氧化钨纳米结构。一般金属氧化物的金属原子具有配位饱满的特色，无法经过化学吸附来活化氧分子。在该作业中，氧空位缺点的构筑克服了该缺点，促进了光生电子从氧化物催化剂向氧分子的高效搬运。另一方面，缺点态的呈现大幅度地扩宽了光催化剂的吸光规模，使其在可见光和近红外光区宽谱规模内抓获太阳能。这两方面的奉献完结了太阳能的有用抓获及能量转化传递，处理了氧化物催化剂在光催化有机组成中的瓶颈问题。熊宇杰课题组经过与江俊教授协作，以理论模仿办法明晰地描绘了氧空位缺点态在这两方面的奉献。国家同步辐射实验室的宋礼教授和朱俊发教授课题组则别离使用X射线吸收精密结构谱和光电子能谱解析了缺点态光催化剂的精密配位结构及能带结构，证明了理论模仿成果。根据该知道，研究人员得以经过晶体缺点工程来调控太阳能驱动有机有氧偶联反响的功能，为使用太阳能代替热源驱动有机组成供给了可能性，也对光催化资料的理性规划具有极端严重推进效果。
研究作业得到了科技部973方案、国家自然科学基金、国家国家立异人才方案青年项目、中科院中科院人才方案、合肥壮科学中心、校重要方向项目培养基金等项目的赞助。
（化学与资料科学学院、合肥微标准物质科学国家实验室、动力资料化学协同立异中心、合肥壮科学中心、国家同步辐射实验室）
