邓玲有机合成太阳能驱动有机合成过程有望替代传统热催化技术

2017-05-13

字体:

大中小

浏览:

文章简介：太阳能驱动有机合成过程有望替代传统热催化技术科技日报讯当今的有机化工体系中,绝大部分催化反应是基于贵金属催化剂的使用,并且是依靠石油.煤

太阳能驱动有机合成过程有望替代传统热催化技术

科技日报讯当今的有机化工体系中,绝大部分催化反应是基于贵金属催化剂的使用,并且是依靠石油、煤炭的燃烧所驱动的,存在催化剂材料成本高、能耗高等缺点。同时,金属氧化物在氧分子活化体系中的表现并不尽人意,无法有效俘获太阳能并将之传递给氧分子。

中国科学技术大学熊宇杰教授课题组基于无机固体精准制备化学,采用晶体缺陷工程,设计出一类具有缺陷态的氧化钨纳米结构,在广谱光照条件下展现出优异的有氧偶联催化性能,有望实现低能耗和低成本的有机化工技术。该成果7月11日在线发表在国际重要化学期刊《美国化学会志》上。

通常金属氧化物的金属原子具有配位饱和的特点,无法通过化学吸附来活化氧分子。而氧空位缺陷的构筑克服了该缺点,促进了光生电子从氧化物催化剂向氧分子的高效转移。另一方面,缺陷态的出现大幅度扩宽了光催化剂的吸光范围,使其在可见光和近红外光区宽谱范围内俘获太阳能。这就实现了太阳能的有效俘获及能量转换传递,解决了氧化物催化剂在光催化有机合成中的瓶颈问题。

“该成果是多学科交叉合作的结果”,熊宇杰说,其课题组在取得催化剂设计进展的基础上,与本校江俊教授合作,以理论模拟方法清晰地描述了氧空位缺陷态在上述两方面的贡献,深入理解了其作用机制。而该校国家同步辐射实验室宋礼教授和朱俊发教授课题组分别利用X射线吸收精细结构谱和光电子能谱,解析了缺陷态光催化剂的精细配位结构及能带结构,证实了理论模拟结果。