中科院理化所超分子光化学研究团队长期致力于光化学转化的研究。近期，团队成员利用量子点这一新兴“人工原子”设计合成了新颖结构和组成的人工光合成催化剂，建立了通过量子点和廉价金属原位制备人工光合成催化剂的方法，获得了高效、稳定、廉价的人工光合成催化剂，取得了可见光催化制氢研究的突破性进展。例如：利用可见光照射MPA-CdTe量子点和无机钴盐成功制备了具有空腔结构的人工光合成催化剂Coh-CdTe。在抗坏血酸存在下光照70小时，Coh-CdTe的产氢速率为25μmolh-1mg-1，产氢效率TON高达219100（基于量子点摩尔浓度）或59600（基于催化剂的Co浓度）；利用可见光照射MPA-CdSe量子点和无机镍盐的异丙醇水溶液原位制备了Nih-CdSe/CdS核壳结构的人工光合成催化剂。可见光照射10小时，Nih-CdSe/CdS的产氢速率达153μmolh-1mg-1，产氢效率TON达15340（基于CdSe量子点摩尔浓度）或18000（基于催化剂的Ni浓度），可见光410nm光催化产氢的内量子效率为11.2%。通过XRD、XPS、ICP-AES表征揭示了光照后生成的Nih-CdSe/CdS核壳结构人工光合成催化剂，稳态和时间分辨光谱证明CdSe量子点受光激发后发生了向镍离子的光诱导电子转移，ESR及光谱实验证实在光照过程中产生了羟基自由基和丙酮，说明水参与了整个催化循环。相关研究结果发表在国际一流期刊《能源环境科学》(Energy Environ. Sci. 2013, 6(2), 465-469)及《先进材料》(Adv. Mater. 2013, 25(45), 6613-6618)上，并作为封面和封底文章重点向读者推荐。
相关研究工作得到了科技部“973”计划、国家自然科学基金委、中国科学院知识创新工程的大力支持。
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