有望替代传统的热催化技术

记者日前从中科大获悉，该校熊宇杰教授课题组基于无机固体精准制备化学，设计了一类具有原子精度壳层的双金属纳米结构，具有广谱太阳能利用特性；通过与张群教授研究组合作，在皮秒超快时间尺度上诠释了等离激元特性在催化反应中的效应，进而实现太阳能驱动有机合成性能的调控。

能耗需求是制约现代化工发展的重要因素，利用太阳能来驱动有机合成，有望替代传统的热催化技术，从而实现低能耗的化工生产。在该技术途径中，将太阳能转化储存为化学能，为缓解当前能源困境提供一种新思路。金属纳米结构具有独特等离激元光学特性，为实现该技术途径提供了机遇。然而，常规金属钯纳米材料吸收太阳光能力较差，且吸光范围局限在紫外波段，给太阳能俘获和利用带来巨大困难，金属纳米材料吸光后的等离激元效应非常复杂，如何广谱俘获太阳能以及如何有效将俘获的太阳光子能量引入到化学反应中，是当前面临着两个关键科技难题。

熊宇杰课题组设计出一类具有原子精度壳层的金-钯核壳纳米结构，不仅能在可见光和近红外光宽谱范围内吸光，而且具有很强的吸光能力。与此同时，在原子精度上厚度可控的金属钯壳层为调控热电子寿命和光热转换速率提供了便利。通过与张群教授研究组合作，他们还在皮秒超快时间尺度上诠释了等离激元特性在催化反应中的效应。

该成果日前发表在著名化学期刊《美国化学会志》上，为利用太阳能替代热源驱动有机合成提供了可能性。（桂运安）