无码精品一区二区三_亚洲字字幕在线中文乱码_国产一级中文字幕片_国产一级中文字幕片

国产成人亚洲欧美91_在线看片免费人成视频丨_久久免費视频精品_在线观看网站深夜免费A√

加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

首頁 > 科研進(jìn)展

理化所量子點(diǎn)光催化劑活性中心的定點(diǎn)“錨定”研究獲進(jìn)展

2020-07-14 理化技術(shù)研究所

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所在量子點(diǎn)光催化劑活性中心的定點(diǎn)“錨定”及其優(yōu)異產(chǎn)氫性能研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)工作于7月7日在線發(fā)表于細(xì)胞出版社旗下材料期刊Matter。論文通訊作者為中科院院士吳驪珠和理化所副研究員李旭兵，第一作者為博士高雨季。

　　通過人工光合成將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并以氫氣等形式儲(chǔ)存起來，是太陽能轉(zhuǎn)化和利用的一種有效途徑。在眾多人工光合成制氫反應(yīng)研究中，基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)與廉價(jià)金屬離子構(gòu)筑的人工光合成體系展現(xiàn)出了極高的活性和穩(wěn)定性，已成為光催化分解水制氫的一條高效、便捷且經(jīng)濟(jì)的途徑。然而，在表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸極小的量子點(diǎn)表面可控錨定活性中心一直以來都是該領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的光沉積或者熱沉積手段不僅無法控制催化位點(diǎn)的位置，而且會(huì)引入缺陷態(tài)，導(dǎo)致光生電子-空穴的非輻射躍遷。因此，實(shí)現(xiàn)廉價(jià)金屬離子在量子點(diǎn)表面的可控負(fù)載是進(jìn)一步提升可見光催化分解水制氫效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

　　理化所超分子光化學(xué)研究中心的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了選擇性陽離子交換的手段實(shí)現(xiàn)廉價(jià)金屬離子在量子點(diǎn)表面的定點(diǎn)、定向負(fù)載，為構(gòu)筑高效、穩(wěn)定的光催化劑提供了新策略。研究人員通過連續(xù)離子層吸附反應(yīng)的方式在CdSe量子點(diǎn)表面各向異性地修飾了原子層厚度的ZnS，然后巧妙通過陽離子交換選擇性地將ZnS中部分的Zn原子替換為具有催化質(zhì)子還原活性的金屬（如Fe、Co、Ni等，記為M），成功在超小尺寸的量子點(diǎn)（3.2 nm）上制備得到集吸光單元（CdSe）、保護(hù)層（ZnS）和活性位點(diǎn)（M）于一體的CdSe/Zn_1-xM_xS量子點(diǎn)。

　　研究人員利用相關(guān)技術(shù)研究表明，原子層厚度的ZnS不僅可以避免在CdSe量子點(diǎn)表面引入缺陷，同時(shí)縮短了吸光單元與產(chǎn)氫助催化劑之間的距離，使光生電子在91 ps內(nèi)由CdSe定向傳遞到活性中心，實(shí)現(xiàn)了光生電子-空穴對(duì)的高效分離。得益于此，制備得到的CdSe/Zn_1-xM_xS量子點(diǎn)展現(xiàn)出了優(yōu)異的光催化產(chǎn)氫活性。以CdSe/Zn_1-xFe_xS量子點(diǎn)為例，60 h內(nèi)的光催化產(chǎn)氫速率保持不變，約為393 ± 6.7 mmol mg^-1 h^-1。光照172 h（約一周），6.0 mL的CdSe/Zn_1-xFe_xS量子點(diǎn)水溶液可產(chǎn)生約880 mL氫氣，產(chǎn)氫催化循環(huán)數(shù)高達(dá)600000。密度泛函理論（DFT）計(jì)算進(jìn)一步揭示陽離子交換引入的Fe原子為高效質(zhì)子還原的活性中心，從而極大提高了體系光催化產(chǎn)氫活性。此外，各向異性的ZnS層可以抑制吸光單元的光氧化，提升體系的穩(wěn)定性。

　　該工作為納米尺度光催化劑的可控功能化提供了新思路，有望為人工光合成器件的設(shè)計(jì)與集成奠定基礎(chǔ)。

　　文章鏈接

廉價(jià)金屬原子在量子點(diǎn)表面的定點(diǎn)錨定

　　中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所在量子點(diǎn)光催化劑活性中心的定點(diǎn)“錨定”及其優(yōu)異產(chǎn)氫性能研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)工作于7月7日在線發(fā)表于細(xì)胞出版社旗下材料期刊Matter。論文通訊作者為中科院院士吳驪珠和理化所副研究員李旭兵，第一作者為博士高雨季。
　　通過人工光合成將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并以氫氣等形式儲(chǔ)存起來，是太陽能轉(zhuǎn)化和利用的一種有效途徑。在眾多人工光合成制氫反應(yīng)研究中，基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)與廉價(jià)金屬離子構(gòu)筑的人工光合成體系展現(xiàn)出了極高的活性和穩(wěn)定性，已成為光催化分解水制氫的一條高效、便捷且經(jīng)濟(jì)的途徑。然而，在表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸極小的量子點(diǎn)表面可控錨定活性中心一直以來都是該領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的光沉積或者熱沉積手段不僅無法控制催化位點(diǎn)的位置，而且會(huì)引入缺陷態(tài)，導(dǎo)致光生電子-空穴的非輻射躍遷。因此，實(shí)現(xiàn)廉價(jià)金屬離子在量子點(diǎn)表面的可控負(fù)載是進(jìn)一步提升可見光催化分解水制氫效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
　　理化所超分子光化學(xué)研究中心的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了選擇性陽離子交換的手段實(shí)現(xiàn)廉價(jià)金屬離子在量子點(diǎn)表面的定點(diǎn)、定向負(fù)載，為構(gòu)筑高效、穩(wěn)定的光催化劑提供了新策略。研究人員通過連續(xù)離子層吸附反應(yīng)的方式在CdSe量子點(diǎn)表面各向異性地修飾了原子層厚度的ZnS，然后巧妙通過陽離子交換選擇性地將ZnS中部分的Zn原子替換為具有催化質(zhì)子還原活性的金屬（如Fe、Co、Ni等，記為M），成功在超小尺寸的量子點(diǎn)（3.2 nm）上制備得到集吸光單元（CdSe）、保護(hù)層（ZnS）和活性位點(diǎn)（M）于一體的CdSe/Zn1-xMxS量子點(diǎn)。
　　研究人員利用相關(guān)技術(shù)研究表明，原子層厚度的ZnS不僅可以避免在CdSe量子點(diǎn)表面引入缺陷，同時(shí)縮短了吸光單元與產(chǎn)氫助催化劑之間的距離，使光生電子在91 ps內(nèi)由CdSe定向傳遞到活性中心，實(shí)現(xiàn)了光生電子-空穴對(duì)的高效分離。得益于此，制備得到的CdSe/Zn1-xMxS量子點(diǎn)展現(xiàn)出了優(yōu)異的光催化產(chǎn)氫活性。以CdSe/Zn1-xFexS量子點(diǎn)為例，60 h內(nèi)的光催化產(chǎn)氫速率保持不變，約為393 ± 6.7 mmol mg-1 h-1。光照172 h（約一周），6.0 mL的CdSe/Zn1-xFexS量子點(diǎn)水溶液可產(chǎn)生約880 mL氫氣，產(chǎn)氫催化循環(huán)數(shù)高達(dá)600000。密度泛函理論（DFT）計(jì)算進(jìn)一步揭示陽離子交換引入的Fe原子為高效質(zhì)子還原的活性中心，從而極大提高了體系光催化產(chǎn)氫活性。此外，各向異性的ZnS層可以抑制吸光單元的光氧化，提升體系的穩(wěn)定性。
　　該工作為納米尺度光催化劑的可控功能化提供了新思路，有望為人工光合成器件的設(shè)計(jì)與集成奠定基礎(chǔ)。
　　文章鏈接
　　廉價(jià)金屬原子在量子點(diǎn)表面的定點(diǎn)錨定
　　

打印