科研进展 | 我系陈熹翰课题组在先进的纳米粒的应用方向取得新进展

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太阳能是最有前景的可再生能源，光催化的产物可被储存并应用于多种反应。光激发的激子可被转移并参加催化反应，高效反应体系的设计也依赖于反应机理的学习。除了水分解和二氧化碳还原反应，有机催化反应也在逐渐吸引广泛的关注。传统的金属-有机光催化剂具有很高的催化效率，但却具有价格昂贵，适用范围有限，单位催化剂负载过高和选择性低等缺点。为了降低成本并提高催化性能，纳米材料逐渐成为新一代的光催化剂。

与金属有机催化剂相比，纳米粒子具有低成本，低负载，易于制备，带隙可调等优点。正是由于这些优点，纳米催化剂被广泛实验和应用于各类反应之中，其反应体系也被逐渐优化。相关工作致力于通过调节粒子尺寸，官能团，配体，缺陷态和反应界面逐步提升反应效率和催化性能。同时，作者归纳了三种光催化剂采取的起始反应机理，包括电荷转移，能量转移和等离激元引发的热电子转移。在超快激光，核磁共振，电子自旋共振等前沿探测手段的协助下，相关反应的整体机理和电子转移路径可以得到进一步证实，从而为光催化机理提供新的认识。最后，作者指出进一步构建具有高电荷转移速率，长载流子寿命，确定催化位点的反应体系，将是日后发展光催化体系的关键所在。

南方科技大学科大与香港城市大学联合培养博士生胡秋实为该论文第一作者，南科大机械与能源工程系助理教授陈熹翰为该论文的通讯作者，南科大为论文通讯单位。该研究得到国家自然科学基金的支持。

论文链接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/nr/d1nr05474k/unauth