最近,我院博士生卢长海在非金属表面等离子体光催化研究中取得新进展,研究结果发表在 Nanoscale, 2019,DOI:10.1039/C9NH00106A (该期刊SCI影响因子为7.233,论文链接)。
非金属表面等离子体材料WO3-x纳米线在可见-近红外区域具有强吸收,在材料、能源、生物等领域具有重要的应用价值。特别是在催化领域,由于其特殊的光学性质和表面缺陷而表现出优异的催化性能。
我院2018级博士生卢长海,在娄在祝副教授指导下,利用溶剂热法合成出表面等离子体材料WO3-x纳米线,探索了其光生热电子在催化乙醇脱氢反应中的应用,证明了WO3-x纳米线在紫外-可见光照射下能有效提高乙醇脱氢产乙醛速率,使乙醛的产生速率达到899 μmol/g/h,产物选择性为91%。与单独紫外(或可见)光照射下的乙醛产生速率相比,紫外和可见光同时照射下的乙醛产生速率提高了74倍(或12倍)。WO3-x纳米线既具有半导体的能带结构、又具有类金属等离子体能带结构,其结构中存在类似Z-型异质结的能带结构,在紫外光照射下,价带产生自由电子跃迁到缺陷带上,从而使缺陷带上的自由电子浓度保持一个相对稳定的状态,维持了表面等离子体共振效应的稳定性;然后,在可见光的激发下,缺陷带中的自由电子促进了WO3-x热电子的产生,有效提高了乙醇脱氢产乙醛的反应的速率。