福建物构所建立钛氧团簇基复合光催化材料体系
科普小知识2021-10-01 16:39:32
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(记者黄鑫)中科院福建建筑研究所结构化学国家重点实验室的张健、章雷等领导的无机合成化学团队，从反应机理出发，有目的地设计了一系列基于二氧化钛簇的复合光催化材料体系。相关的研究成果最近发表在国际期刊《先进材料》上。
为了解决当前的能源和环境问题，水生氢的光解具有重要的研究意义。然而，目前开发的催化剂在光响应范围、光生载体分离效率、稳定性和产氢活性等方面仍存在许多问题。制备高效稳定的可见光驱动制氢催化剂体系仍然是一个很大的挑战。
因此，研究人员通过溶剂热反应逐步将硫化镉纳米粒子和氧化钛团簇自组装成多孔框架材料MIL-101，获得具有良好可见光吸收的三元复合材料。同时，由于三种组分的协同作用，在无贵金属作助催化剂的条件下，产氢光解效率比CdS/MIL-101二元材料有很大提高。通过改变钛氧簇上修饰的有机配体的共轭特性，可以进一步优化三元材料体系的催化活性，最终使产氢速率提高近50倍。光谱和电化学分析表明，在该复合体系中，钛氧团簇可作为电子转移介质，将硫化镉颗粒的光生电子分散到多孔材料表面，从而促进电荷-空穴分离，提高催化活性。
专家认为，该研究结果不仅建立了基于钛氧簇的高效可见光驱动制氢催化体系，而且为在分子水平调控和优化其催化活性提供了有效工具。
《中国科学报》(2017-02-21，第4版)