科学家发明光驱动有机反应金属催化剂

(记者杨)中国科技大学教授熊玉杰课题组设计了一类独特的金属钯纳米材料，该材料兼具高催化活性和太阳能利用特性，在光驱动有机加氢反应中表现出优异的催化性能，在室温光照下可达到70℃加热反应的催化转化效率。该结果最近发表在《德国应用化学》上。

太阳能驱动的传统化学反应路径是基于半导体光催化技术，但半导体材料对许多有机反应没有很高的催化活性和选择性。为了解决这一瓶颈问题，材料化学家提出有机催化反应可以通过结合金属的催化活性和光学性质来实现，希望取代传统的热催化方法。

研究人员设计了一类金属钯纳米材料，其尺寸为50纳米，结构为凹面。通过减少结构对称性和增加颗粒尺寸，它们可以吸收大范围可见光。光吸收后的光热效应足以为有机加氢反应提供热源。基于这种设计，他们开发的金属钯纳米材料可以在室温光照下有效地驱动有机加氢反应，而传统的热催化技术需要将反应加热到70摄氏度以上才能实现完全的化学转化。

熊玉杰表示，到目前为止，基于金属材料的光驱动催化反应仍是一个新的研究方向，金属材料在这一过程中的作用在业界尚不明确。这一进展不仅提供了利用太阳能代替热源驱动有机催化反应的可能性，而且在促进相关催化材料的科学设计方面发挥了重要作用，并有望应用于未来重要化学品的光合作用。

中国科学新闻(2015-03-12，第一版集锦)