当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

中国科学院大连化学物理研究所在光催化剂粒子全时空尺度电荷分离传输过程成像研究方面取得进展

2024/04/22


图 单个光催化粒子从飞秒到秒光生电荷分离过程的全时空域原位动态“影像”拍摄

  在国家自然科学基金项目(批准号:22088102)等资助下,中国科学院大连化学物理研究所李灿院士、范峰滔研究员团队在光催化剂粒子全时空尺度电荷分离传输过程成像研究方面取得进展,研究成果以“光催化粒子电荷转移过程的时空分辨成像研究(Spatiotemporal imaging of charge transfer in photocatalyst particles)”为题,于10月12日发表在《自然》(Nature)杂志上。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-022-05183-1。

  太阳能光催化反应可以实现分解水产生氢气、还原二氧化碳产生太阳燃料,是科学领域“圣杯”式的课题,受到全世界关注。虽然人们在光催化剂制备和光催化反应研究方面做出了巨大的努力,但由于光催化反应中光生电荷的分离、转移和参与化学反应的时空复杂性,人们对其基本微观过程一直不清楚。

  针对上述难题,该研究团队通过将缺陷结构选择性合成到颗粒的特定晶面,利用时间分辨光发射显微镜(飞秒到纳秒)、瞬态表面光电压光谱(纳秒到微秒)和表面光电压显微镜(微秒到秒)等多种先进的表征技术和理论模拟,在时空全域追踪了光生电荷在纳米粒子光催化剂中分离和转移演化的全过程,并发现光催化剂中普遍存在的各向异性晶面和捕获态(如缺陷结构)直接影响光生电荷动力学行为。结果表明,具有空间选择性形成的缺陷结构促进了有效的电荷分离,光生电子在亚皮秒时间尺度就可以选择性的转移到特性晶面区域,电子在超快的时间尺度上可以从一个表面转移到另一个表面,该超快过程的电荷转移归因于新的准弹道传输机制,表现出量子特征(图)。随着时间尺度从纳秒到微秒的发展,空穴出现在含有缺陷结构的晶面。

  这种时空追踪电荷转移的研究将极大促进对能源转换过程中复杂机制的认识,为理性设计性能更优的光催化剂提供了新的思路和策略。


版权声明:
文章来源国家自然科学基金委员会,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

2026年智慧教育与数据挖掘国际学术会议(SEDM 2026)(2026-06-27)

2026仪器仪表、先进材料与智能制造国际会议(ICIAMIM 2026)(2026-07-02)

2026年第五届机器学习、云计算与智能挖掘国际会议(2026-07-10)

2026年IEEE第三届先进机器人, 自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2026)(2026-07-24)

第六届互联网技术与教育信息化国际学术会议 (ITEI 2026)(2026-07-24)

第五届航空航天工程与系统国际研讨会(ISAES 2026)(2026-07-24)

第十届教育、管理与社会科学国际学术会议 (ISEMSS 2026)(2026-07-24)

第六届电气工程与机电一体化技术国际学术会议(ICEEMT 2026)(2026-07-24)

第五届能源与电力系统国际学术会议 (ICEEPS 2026)(2026-07-24)

第九届声学、振动、噪声控制国际研讨会(CAVNC 2026)(2026-08-07)

2026年艺术、教育与体育科学国际会议(ICAESS 2026)(2026-8-2)

第五届清洁能源与环境国际研讨会(ICCEE 2026)(2026-8-10)

2026公共卫生、生物科学与智能技术国际会议(ICPHBIT 2026)(2026-8-10)

2026数据驱动、云计算与通信国际会议(DDCCC 2026)(2026-8-13)

2026年生物学、生物工程与医疗应用国际会议(BBMA 2026)(2026-8-29)

2026年生物信息学、生物医学工程与生物化学国际会议(BBEB 2026)(2026-7-18)

2026年先进功能材料、纳米技术与量子力学国际会议(IAFMN 2026)(2026-7-12)

2026年翻译研究、跨文化传播与全球本土化国际会议(TSCCCGL 2026)(2026-8-6)

2026园林工程、给排水工程技术与环境艺术设计国际会议(LEWSDETEAD 2026)(2026-7-3)

2026年神经网络、智能优化与机器学习国际会议(INOML 2026)(2026-7-31)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。
综合推荐区