我校在表面等离子体效◆应直接驱动光催化反应方面取得突破性进展
近日,我校环境与化学工程学院尹振副教授课题组在国际公认的化学等领域顶尖期刊Journal of the American Chemical Society (美国化学会志,IF=13.85)发表了题为“Hybrid Au?Ag Nanostructures for Enhanced Plasmon-Driven Catalytic Selective Hydrogenation through Visible Light Irradiation and Surface-Enhanced Raman Scattering”(基于金-银异↘质结构的表面等离子体效应直接驱动光催化加氢和表面拉曼增强研究)(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 864?867)的论文,文章链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.7b11293。论文自1月5日在线∏发表2个月内文章浏览下载量4000余次,引起国内外学者的极大关注。
图1.金-银异质结构的直接驱动光催化反应示意图
论▲文论述了表面等离子体效应直接驱动光催化反应的热点问题。该反应的一个明显特点是,无需半导体材料来吸收光子,取而代之的是具有表面等离子体效应(LSPR, Localized surface plasmon resonance)的金属纳米催化剂。尹振等人的研究表明↓:将金的纳米颗粒作为核,用银薄层做壳层,在可见光作用下,可以将催化加氢的反应活性提高约10倍;而进一步将该核壳结构∞通过自组装形成一维链状结构后,可将催化活性继续提高2倍左右。该结果不但首次直接证实金-银核壳纳米结构可以利用表面等离子体共振效应直接驱动光催化加氢反应,而且首次提出通过自组☉装形成的一维结构可以增强催化剂的可见光催化活性。
《Journal of the American Chemical Society》是化学、化工与材料等大领域的国际顶级期刊,该期刊由美国化学会创办于1879年,在国际化◇学等领域享誉盛名。该期刊以通讯和全文形式接收发表化学等领域相关的顶尖科研成果。这是我校首次在该期刊上以第一作者和通讯单位发表高水平科研︽成果,标志着我校的化学和化工研究,尤其是催化研究水平达到了一个〖历史新高度。
之前,尹振等人发现在乙醇、NaCl和氨水的共同作用下可以将Au纳米颗粒进行一维线性的自组装,并实现该一维结构∩的SiO2包覆,在癌症细胞的生物热疗中显示出优异的性能,为一维Au纳米链的合成和应用奠定了很好的基础,因此该结果2014年被选为Small杂志的封◣面论文(Small, 2014, 10, 3619)。
利用该体系,尹振课题组进一☆步实现了金@银核壳结构的一维自组装,得到了具有异质结构的纳米链,这是之前很少有人可以做到的,如图2。此外,这种结构的①优势在于,通过控制Ag壳层的厚度,可以调节颗粒的吸收性能和SPR效应。
图2. 25nm Au为core的core-satellite和core-shell纳米颗粒的自组装链状结构
以金@银的核壳结构以及组装后的纳米链状结♀构作为催化剂,采用氢气作为氢源,在一定的温度和压力下,以可见光作为光源,催化邻氯硝基苯的加氢※反应,结果证明:Au和Au@Ag颗粒都可】以实现Plasmon驱动直接催化加氢反应,而Ag层的包覆可以明显提高纳米颗粒的催化活【性,转化率和TOF可以达到单↙纯Au颗粒的8-10倍,显然可以极大地改善Au的催化活性;而当将该core-shell结构的颗粒组装后发现可以进一步提高催化活性,得到的一维链状结构可以进一步将活性提高2倍左右。该结果」也验证Au纳米颗粒的表面在光照下可以激发SPR效应,通过等离子基元振荡弛豫过程中产生的热电子实现室温H2的解离。而核壳结构则◤有利于氢气的解离以及表面Ag原□子与吸附分子的界面电子传递,同时一维纳米链■的颗粒间的纳米区域成为“Plasmonic Hot Spot”,该区域存在明显的电磁场增强效应和线性动量不守恒等从而有利于提高热电子的产生速率,进ω而改善其催化活性。
此外,他们还研究了组装前后的表面拉曼增强光谱(SERS),在液相Raman光谱结果中可以得到组装后的结构具有非常高的增强因子(EF,enhancement factor),与单纯的颗粒①相比,EF提高了1-2数量级,而且远高于文献报道的类似Au-Ag结构。这□ 显然是由于表面的薄层Ag shell以及颗粒间的“Hot Spot”所导致。(审稿:环化学院 许世超 编辑:宣传部 石晓霞)
未经允许不得转载:二九年华大学门户 » 我校在表面等离子体效应直接驱动光催化反应方面取得突破性进展
相关推荐
- 我校召开第三届教职工代表暨工会√会员代表大会第八次会议
- 我校学子在第十届“尖烽时刻”全国商业模拟大赛获得两项二等奖
- 膜重点实验室邀请膜领域国际知名专家『李魁然、徐志康两位教授来校学术交流
- 我校党委召开第二轮巡察情况反馈会
- 我校与天津市律师协会“双师互进”合作签约仪式举行∑
- 我校大学生艺术团在天津市文艺展演█中获得多项佳绩
- 我校召开京津冀教育协同工作会
- 我校召开2019年档案工作会议
- 我校化学与〗化工学院乔志华博士在《Nature Materials》上发表论文▼
- 我校喜获五项国家社会科学基金项目
- 【学习进行时】率先垂范 春风化雨——习近平总书记和中央政治局其他同志调研〖指导“不忘初心、牢记使命”主题教育纪实
- 同升国旗 为即将应征入伍的大学←生庄严送行
- 校党委理论学习中心组深化读原著学原文悟原理
- 市委常委于立军到我校随堂听ぷ思政课
- 津粤两地共谋◣团的建设 齐心聚力共助青春成长
- 我校举行工会会员(教代会)代表培训
- 我校举办2019届毕业生春季大型招聘会
- 我校举行2019年国家社科基金申报第二次培训会
- 我校健美操队喜获第八届全国全民健身操╳舞大赛冠军
- 天津市深入贯彻落实习近平总书记“三个着力”重要要求推进大会召开
新闻公告
- 今天,天工大校园下半旗志哀 04-04
- 我校教师荣获市“三八红旗手”荣誉称号 03-27
- 我校召开2020届毕业生就业工作推动会 03-25
- 我校参加天津市高校思政课教师首场网上集体备课活动 03-21
- 我校通过科技成果快速转化助力疫情防控 03-19
- 我校22门课程入选天津市一流本科建设课程 03-19
高考招生
- 天津工业大学2016年普通本々科招生章程 08-05
- 天津工业大学2017年普通本科招生章程 08-05
- 天津工业大学2018年普通本科招生章程 08-05
- 天津工业大学2015年普通本科招生章程 08-05
- 天津工业大学2014年普通本科高职招生章程 08-05
- 天津工业大学2012年普通本科高职招生章程 08-05
- 天津工业大学2013年普通本科高职招生章程 08-05
- 天津工业大学2008年招生章程 08-05
- 天津工业大学2010年招生章程 08-05
- 天津工业大学2007年招生章程 08-05