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汪骋教授课题组在《自然•化学》发表光催化全水分解研究工作
发布时间:2021年02月27日 来源:化学化工学院 责任编辑:陈联文

化学化工学院汪骋教授课题组在利用金属有机框架(MOF)和金属有机单层 (MOL)光催化水分解研究方面取得新进展,相关研究成果“Metal–organic frameworks embedded in a liposome facilitate overall photocatalytic water splitting”于近日发表于《自然•化学》(Nature Chemistry, 2021, DOI: 10.1038/s41557-020-00635-5)。

MOF和MOL在析氢反应(HER)和水氧化反应(WOR)中得到了广泛的研究。然而,由于光生电子和空穴快速复合,利用MOF/MOL实现光催化水分解仍然具有极大的挑战性。自然光合作用利用类囊体膜在空间上分离光生电荷对,确保高的光能转化效率。受此启发,汪骋教授课题组提出了一种新颖的组装策略,通过将HER-MOL和WOR-MOF分别组装在脂质体的疏水和亲水区域,利用氧化还原型的穿梭物质Fe3+和四氯苯醌将两个半反应串联起来,减少光生电荷复合,实现了高效的光催化全分解水,表观量子产率达到了1.5±1%。本工作通过模仿自然光合作用系统,实现了光催化水分解,为人工光合作用的研究提供了新的思路。

化学化工学院2019级博士胡慧慧为论文第一作者,2018级博士王之野参与了飞秒瞬态吸收光谱的测试工作,已毕业博士生曹凌云与曾令真在MOF/MOL结构分析与表征方面给予了帮助,学院黄瑞芸、张淑红、许斌斌、王茜、郭黛萍等多位老师在测试方面给予了帮助。研究工作得到科技部重点研发计划(批准号:2016YFA0200702)和国家自然科学基金(批准号:21671162、21721001)等项目的资助。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41557-020-00635-5

(化学化工学院)


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