多相光催化劑的配位化學(xué)設(shè)計研究在Chemical Society Reviews發(fā)表綜述論文
時間：2021-04-12 23:29:01學(xué)院：化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院學(xué)校：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
太陽能被認(rèn)為是21世紀(jì)最清潔的能源，而光催化是一種可以直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的途徑，是極具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉醇夹g(shù)。多相催化劑因其易與反應(yīng)產(chǎn)物分離、便于實施工業(yè)化和優(yōu)異的再循環(huán)能力等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于光催化體系中。與此同時，均相光催化劑具有高活性及選擇性的催化位點和易調(diào)節(jié)的光吸收能力，也受到業(yè)界極大的關(guān)注。有鑒于此，目前光催化劑設(shè)計中的一個主要發(fā)展趨勢是旨在同時結(jié)合均相和多相催化劑兩者的優(yōu)點，而配位化學(xué)恰恰在其中起著重要的橋梁作用。近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熊宇杰教授課題組基于前期工作基礎(chǔ)，在重要化學(xué)綜述期刊Chemical Society Reviews上撰寫了題為“Coordination chemistry in the design of heterogeneous photocatalysts”的綜述性論文（Chem. Soc. Rev. 2017, Advance Article, DOI: 10.1039/C6CS00727A），系統(tǒng)論述了配位化學(xué)在多相光催化領(lǐng)域中的應(yīng)用。
熊宇杰課題組在多相光催化與配位化學(xué)的交叉領(lǐng)域開展了一系列工作。例如：2014年針對特定氣相光催化反應(yīng)中氣體分子難以同步捕捉的問題，設(shè)計了一類金屬有機骨架（MOF）與半導(dǎo)體形成的核殼結(jié)構(gòu)，可以將半導(dǎo)體光生電子高效傳遞給MOF內(nèi)核，進(jìn)而將MOF上吸附的二氧化碳分子定向轉(zhuǎn)化為甲烷，提高了二氧化碳轉(zhuǎn)化燃料反應(yīng)的活性和選擇性（Advanced Materials 2014, 26, 4783）；2016年針對寬帶隙有機半導(dǎo)體材料吸光范圍的局限性，借鑒了均相配位化合物中金屬中心與配體分子之間的電荷轉(zhuǎn)移躍遷過程，將配位化學(xué)的理念引入于有機固體材料中，利用電荷轉(zhuǎn)移躍遷與帶間躍遷形成互補型的廣譜吸光，可以在廣譜太陽光范圍內(nèi)進(jìn)行光催化制氫（Advanced Materials 2016, 28, 6959）。
該綜述論文系統(tǒng)綜述了配位化學(xué)在多相光催化領(lǐng)域中的典型應(yīng)用、最新研究進(jìn)展和關(guān)鍵先進(jìn)光譜表征技術(shù)，明晰了配位化學(xué)在多相光催化劑設(shè)計中精準(zhǔn)構(gòu)筑催化位點、調(diào)控光吸收特性和操縱電荷動力學(xué)三個方面的重要作用，揭示了各種催化材料體系中的普適性原理，總結(jié)了配位化學(xué)在多相光催化劑設(shè)計中的基本原則，并展望了該研究領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向。
相關(guān)工作得到了科技部973計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究項目的資助，該綜述論文作者包括高超博士、王靳博士和徐航勛教授。
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