本报讯 日前，中科大熊宇杰教授课题组与该校多位教授合作，设计出一类具有缺陷态的氧化钨纳米结构，这类新型光催化材料在广谱光照条件下展现出优异的有氧偶联催化性能，有望实现低能耗和低成本的化工生产。成果发表在最新一期国际重要化学期刊《美国化学会志》上。
当今有机化工体系中，绝大部分催化反应是基于贵金属催化剂的使用，并且依靠石油、煤炭的燃烧所驱动，存在成本高、能耗高等缺点。金属氧化物具有低成本等优点，并且展现出光催化活性，是一类理想的催化材料。以太阳能驱动有机合成过程，有望替代传统的热催化技术。然而，金属氧化物在氧分子活化体系中的表现却不尽如人意，无法有效俘获太阳能并将之传递给氧分子。
熊宇杰课题组针对该挑战，设计出一类具有精准可控氧空位缺陷态的氧化钨纳米结构。通常金属氧化物的金属原子具有配位饱和的特点，无法通过化学吸附来活化氧分子。而氧空位缺陷的构筑克服了该缺点，促进了光生电子从氧化物催化剂向氧分子的高效转移。另一方面，缺陷态的出现大幅度扩宽了光催化剂的吸光范围，使其在可见光和近红外光区宽谱范围内俘获太阳能。
该成果实现了太阳能的有效俘获及能量转换传递，解决了氧化物催化剂在光催化有机合成中的瓶颈问题，为利用太阳能替代热源驱动有机合成提供了可能。（桂运安）
