您现在的位置是:首页 >动态 > 2021-02-16 07:11:15 来源:

用于人工光合作用的环保纳米粒子

苏黎世大学的研究人员通过在铟基量子点的表面添加硫化锌,开发出一种用于人工光合作用的纳米粒子。这些量子点从水和阳光中产生清洁的氢燃料 - 一种可持续的能源。他们为太阳能光催化技术引入了新的环保和强大的材料。

量子点是真正的全能者。这些尺寸仅为几纳米的材料结构显示出与分子或原子类似的行为,并且可以系统地调制它们的形状,尺寸和电子数量。这意味着它们的电气和光学特性可以针对许多目标区域进行定制,例如新的显示技术,生物医学应用以及光伏和光催化。

使用阳光和水进行燃料生产

目前另一种面向应用的研究旨在直接从水和太阳光产生氢。氢是一种清洁高效的能源,可以转化为广泛使用的燃料形式,包括甲醇和汽油。以前用于能源研究的最有希望的量子点类型含有镉,由于其毒性,镉已被许多商品禁用。苏黎世大学(UZH)化学系教授,现任西南石油大学和中国科学院的科学家Greta Patzke团队现已开发出一种新型纳米材料,不含光催化有毒成分。

含铟核心,含有一层薄薄的硫化锌

三纳米颗粒由磷化铟核和非常薄的硫化锌和硫化物配体层组成。“与含有镉的量子点相比,新型复合材料不仅环保,而且在从光和水中生产氢气时也非常高效,”Greta Patzke解释道。发现量子点表面上的硫化物配体促进了光驱动化学反应中涉及的关键步骤,即电荷载体的有效分离及其向纳米颗粒表面的快速转移。

环保应用的巨大潜力

新开发的无镉纳米材料有可能成为各种商业领域更环保的替代品。“水溶性和生物相容性铟基量子点在未来也可以在生物质转化为氢气方面进行测试。或者它们可以发展成低毒性的生物传感器或非线性光学材料,例如,“Greta Patzke补充道。她将继续专注于大学研究优先计划“LightChEC”中人工光合作用催化剂的开发。该跨学科研究计划旨在开发新的分子,材料和工艺,用于直接存储化学键中的太阳能光能。