離子聚合物衍生複合材料光催化研究取得進展

利用太陽能光催化技術將太陽能轉化為化學能，為解決全球能源短缺和環境污染問題提供了一種有前景的方法。負載貴金屬納米粒是一種常用的光催化劑，然而金屬納米粒由於其高的表面能，在製備和催化應用過程中容易發生團聚而失活，如何提高貴金屬納米粒和載體的作用，實現貴金屬的高效利用仍然是制約其迅速發展的瓶頸。

在國家自然科學基金(21603228, 21673241 和 21471151)和中國科學院戰略性先導科技專項（XDB20000000）的資助下，中科院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員王瑞虎課題組選用離子聚合物包裹的二氧化鈦納米片複合材料，通過離子交換技術將釕離子均勻分布在離子聚合物中，從而有效抑制高溫焙燒過程中釕納米粒子的團聚，原位得到小尺寸、高分散的超細金屬納米粒。同時，生成的氮摻雜碳不僅提高了催化劑的導電性，降低了肖特基能壘，促進了光生電子從激發態釕納米粒向二氧化鈦表面轉移，還增強了反應底物分子的吸附和釕納米粒的活性，使水介質中光催化醇氧化反應的活性提高了4倍以上。該催化材料具有極好的穩定性，多次循環使用後納米粒的尺寸、分布和晶面等都沒有發生明顯變化。該研究有效解決了金屬納米粒在高溫焙燒過程中團聚和分散的問題，為碳負載的超細納米粒的合成提供了新途徑。

該論文第一作者為助理研究員鍾鴻，相關研究成果已發表在Energy Environ. Sci.2019, 12, 418-426。

福建物構所在離子聚合物衍生複合材料光催化研究中取得進展

來源：中國科學院福建物質結構研究所

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