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最新消息| 【材料】JACS:武大鄧鶴翔、江卓研究團隊在人工光合作用領域所取得... | 2023-03-14 |
| 文章来源：由「百度新聞」平台非商業用途取用"https://www.163.com/dy/article/HQ7INOC50511CTRH.html" 導讀最新一期的《美國化學會志》（J.Am.Chem.Soc.）近日刊登了武漢大學鄧鶴翔、江卓研究團隊在人工光合作用領域所取得的最新進展。該研究提出了催化劑構筑的新方法，推進了二氧化碳光催化轉化中可見光波段的利用效率，在二氧化碳還原的同時，利用水產生雙氧水，為實現二氧化碳高效全轉化提供了新思路。論文題為“基于金屬有機框架構筑的分子隔間實現可見光驅動的二氧化碳高效全轉化”（MolecularCompartmentsCreatedinMetal-OrganicFrameworksforEfficientVisibleLightDrivenCO2OverallConversion）。化學與分子科學學院2021級博士研究生趙鋮彬為第一作者，鄧鶴翔、江卓為共同通訊作者。受光合蛋白在類囊體薄膜上規律排布的啟發，研究者借助金屬有機框架（MOF）的有序孔道，實現了窄禁帶半導體三氧化鎢及三氧化鎢水合物納米顆粒的有序排布，構筑了具有仿細胞功能分區結構（Compartmentalization）的新型人工光合作用催化劑——“分子隔間”（MolecularCompartment）。類似于葉綠體中有序排列的蛋白分子以接力的方式實現對光子的吸收、電子的轉移和物質的轉化，在“分子隔間”中，這些有序分布于MOF孔道內的半導體納米顆粒與MOF中的金屬構筑基元通過功能協同，連續收集并利用兩個能量較低的可見光波段（波長420nm）的光子，實現了CO2分子的高效光催化還原（圖一）。仿細胞功能分區結構的人工光合作用催化劑“分子隔間”的構筑以原子-分子精度調控納米功能基元的連接、排列及取向一直以來是化學合成領域的重要挑戰之一。“分子隔間”的難點在于精確的實現半導體在MOF孔道內進行生長，而不是沉積在MOF晶體的表面，或是包覆于MOF晶體內部的缺陷位。這兩種情形下納米顆粒的分布是無序的，于此不同的是，在“分子隔間”中，納米顆粒的排列與MOF的晶體孔道分布一致，是有序的。由于占據特定的MOF孔道，這些“分子隔間”中納米顆粒的位置和空間分布可通過X射線衍射、電子衍射和中子散射進行清晰的解析。2020年，鄧鶴翔團隊首次實現了寬禁帶半導體TiO2納米顆粒在Cr基MOF孔道中的有序排列，首次提出了“分子隔間”的構筑思路，在紫外光下實現二氧化碳分子的高效轉化（Nature,586,549-554）。此項工作中，團隊成員進一步 關鍵字標籤：www.chung-cheng.com.tw/ |
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