李寶軍團(tuán)隊(duì)婁在祝教授在Nature Communications發(fā)表論文
暨南大學(xué)融媒體中心訊 近日，物理與光電工程學(xué)院（理工學(xué)院）納米光子學(xué)研究院李寶軍教授團(tuán)隊(duì)的婁在祝、劉小磊等在非金屬等離激元光催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)研制了一種具有雙活性位點(diǎn)的非金屬等離激元鎳摻雜氧化鎢催化劑，實(shí)現(xiàn)了等離激元光催化甲醇脫水高效產(chǎn)綠色燃料二甲醚。研究成果以“Plasmonic Ni-doped W18O49with dual active sites drives efficient methanol dehydration to dimethyl ether”為題，發(fā)表于國(guó)際知名期刊Nature Communications。博士生田德華為論文第一作者，婁在祝教授、劉小磊副教授和山東大學(xué)鄭昭科教授為論文共同通訊作者。
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等離激元光催化利用表面等離激元共振效應(yīng)將光能局域在催化劑表面，為光催化有機(jī)轉(zhuǎn)化提供了一種新途徑。研究團(tuán)隊(duì)前期已研發(fā)出多種高效非金屬等離激元催化劑，實(shí)現(xiàn)了乙烯、丙烯和丁烯的綠色合成。但與烯烴合成路徑不同，綠色燃料二甲醚的合成路徑需要甲醇分子間多步協(xié)同反應(yīng)，這對(duì)等離激元催化劑的設(shè)計(jì)提出了更高要求。針對(duì)上述挑戰(zhàn)，婁在祝教授等與山東大學(xué)鄭昭科教授聯(lián)合攻關(guān)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種具有雙活性位點(diǎn)的非金屬等離激元鎳-摻雜氧化鎢催化劑。其雙位點(diǎn)協(xié)同實(shí)現(xiàn)了甲醇分子脫水耦合，而等離激元“熱電子”能大幅降低甲醇脫水的反應(yīng)能壘，實(shí)現(xiàn)了二甲醚的高效合成。此外，研究團(tuán)隊(duì)還構(gòu)建了微通道反應(yīng)器，在太陽(yáng)光下實(shí)現(xiàn)了34 mmol/h的二甲醚生產(chǎn)速率。
該工作展示了合理設(shè)計(jì)等離激元催化劑在驅(qū)動(dòng)光化學(xué)轉(zhuǎn)化中的卓越潛力，為太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)綠色化工技術(shù)提供了一種可持續(xù)且高能效的新范式，對(duì)推動(dòng)高能耗傳統(tǒng)化工工藝的替代具有重要指導(dǎo)意義。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-65040-3
責(zé)編：李梅