金屬單原子催化劑，是近年來經(jīng)濟迅速進行發(fā)展結(jié)合起來的新型催化劑。
與傳統(tǒng)的金屬催化劑相比，金屬單原子催化劑中的原子以單一形式被固載在載體上，可以充分參與反應，實現(xiàn)催化反應中反應活性中心的最大化，利用率接近100% ，理論上可以同時提高催化活性，降低成本。但由于其表面能高、易團聚、穩(wěn)定性差、壽命短、合成及催化反應成本高，阻礙了其實際應用。
“起光催化作用的二氧化鈦，是鈦和氧規(guī)則排列的晶體。我們通過獨特的合成工藝在其中產(chǎn)生大量的鈦空位。劉青菊向記者解釋說，有了這些鈦空位，你可以讓銅離子幫助“填補這個位置”。
“研究的核心，正是我們通過對鈦基有機整體框架結(jié)構(gòu)材料MIL-125中鈦空位的設(shè)計和可控合成，研制出一種具有大比表面積和豐富鈦空位的二氧化鈦進行納米復合材料，以此為基礎(chǔ)載體錨定過渡使用金屬銅單原子，使銅與二氧化鈦形成了學生牢固的‘銅-氧-鈦’鍵。”柳清菊介紹，在光催化制氫反應發(fā)展過程中，一價陽離子銅和二價陽離子銅的可逆信息變化，大大促進了光生“電子-空穴”的分離和傳輸，大幅增加提高了光生電子的利用率，使產(chǎn)氫量子技術(shù)效率可以獲得企業(yè)突破，達到56%。這項工作突破自己獲得了一些歐洲社會科學院院士、倫敦科技大學教育學院光催化和材料分析化學教師終身學習教授唐軍旺團隊的驗證。
柳清菊教授向記者透露，論文發(fā)表過程中還有個小插曲，“投稿之后送審，其中有評審專家覺得我們量子效率有那么高，太不可思議。然后我們就提供原始檢測數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)氫的實景視頻，打消了評審人的疑惑。”
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