福建物構所光催化活性單原子材料研究獲進展

據中國科學院報道：通(tong)過(guo)光(guang)催(cui)化(hua)水(shui)分(fen)解(jie)技(ji)術(shu)製(zhi)備(bei)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan)氫(qing)氣(qi)，可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)實(shi)現(xian)光(guang)能(neng)向(xiang)化(hua)學(xue)能(neng)的(de)轉(zhuan)化(hua)，對(dui)開(kai)發(fa)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan)及(ji)降(jiang)低(di)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)等(deng)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)研(yan)究(jiu)意(yi)義(yi)。相(xiang)比(bi)於(yu)傳(chuan)統(tong)的(de)基(ji)於(yu)金(jin)屬(shu)顆(ke)粒(li)的(de)助(zhu)催(cui)化(hua)劑(ji)來(lai)講(jiang)

，單(dan)原(yuan)子(zi)催(cui)化(hua)體(ti)係(xi)的(de)成(cheng)功(gong)構(gou)建(jian)可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)助(zhu)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)原(yuan)子(zi)利(li)用(yong)率(lv)，節(jie)約(yue)成(cheng)本(ben)。然(ran)而(er)隨(sui)著(zhe)金(jin)屬(shu)粒(li)子(zi)的(de)尺(chi)寸(cun)減(jian)小(xiao)，會(hui)導(dao)致(zhi)團(tuan)聚(ju)現(xian)象(xiang)的(de)發(fa)生(sheng)，進(jin)而(er)造(zao)成(cheng)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)失(shi)活(huo)。如(ru)何(he)製(zhi)備(bei)高(gao)效(xiao)

、穩定的具有光解水產氫活性的單原子催化劑是該領域的關鍵科學問題。

中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員張健領導的無機合成化學團隊，在國家基金委“無機-有機雜化功能材料”創新群體、中科院戰略性先導科技專項（B類）和國家傑出青年基金資助下，利用CdS納米線與金屬配合物離子表麵電荷的匹配性


，從CdS納米線表麵缺陷出發，通過控製組裝濃度和低溫煆燒，成功在CdS納米線表麵負載將近1 wt.%的穩定的Pt單原子催化劑。可見光驅動光催化分解水產氫測試表明，此單原子催化劑具有優異的催化活性與穩定性，其產氫效率達到CdS活性的63.77。與此同時
，利用穩態熒光、時間分辨熒光、皮秒和納秒瞬態吸收譜等表征了樣品的光吸收和光激發特性、光生電子與空穴的形成和遷移，結合DFT結果揭示了單原子活性位點顯著提高光催化產氫速率的作用機製。這項研究成果不僅為構建穩定、高效的單原子催化劑提供了有效方案，同時也可以為研究單原子催化劑的結構-性能構效關係提供借鑒意義。相關研究成果發表於Nano Energy, 2018, 45, 109-117。

論文連接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285517308121?via%3Dihub