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                清華大學&香港大學,重磅Nature子刊!
                來源: 時間:2024-02-01 10:16:23 瀏覽:2037次

                第一作者:郭燕

                通訊作者:朱永法教授、周啟昕博士、湯初陽教授

                通訊單位:清華大學、香港大學

                DOI: 10.1038/s41467-024-44700-w.



                研究背景



                固-固催化在塑料回收/降解、滅菌和貴金屬回收等領域發揮著重要作用。固-固催化涉及固體催化劑和固體反應物在界面處的反應,碰撞概率和界面接觸顯著影響反應效率和選擇性。顆粒催化劑可以通過磁場或化學方法引導至固體基質表面,但是由于相互作用范圍有限,這些策略對固-固碰撞機會的改善仍然不夠。受催化劑納米晶體在溶液中遷移的外部電場(OEF)啟發,清華大學朱永法教授和周啟昕博士、香港大學湯初陽教授等人報道了基于光生OEF驅動的光催化劑,納米粒子可以在固體基質中產生長程電泳力,提高了反應中固固碰撞的概率。



                文章要點



                1、首次提出了一種由有機納米晶體表面合理設計的光生外電場(OEF)促進的自驅動長程電泳,可以引導納米粒子聚集在水中的微塑料周圍,極大促進了固-固光催化反應的效率。

                2、所設計的OEF驅動PTCDA納米晶體靶向電泳在25 μm定向OEF強度為13.6 kV·m-1,同時固-固催化將微塑料分解為CO2的活性達到196.8 mg h-1



                圖文展示



                圖1. PTCDA納米晶體上的各向異性電荷富集

                圖2.光生外電場(OEF)及其調節

                圖3.電子受體PMS和PTCDA納米晶體之間的電荷轉移

                圖4. PTCDA納米晶體的長程電泳運動

                圖5.增強的固-固光催化反應

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