Au@Ag/Ag3PO4二十四麵體(ti) 異質光催化劑的SEM，紫外可見光吸收曲線及光催化性能
在中國科學院“百人計劃”項目和國家自然科學基金支持下，中國科學院蘭(lan) 州化學物理研究所能源與(yu) 環境納米催化材料課題組在半導體(ti) 光催化納米材料的結構設計及晶麵調控方麵取得係列進展。
半導體(ti) 光催化材料的設計合成及晶麵調控成為(wei) 目前光催化研究領域的熱點，然而目前所報道的此類異質材料由於(yu) 自身形貌及結構缺陷普遍具有較低的光生電荷分離效率及可見光催化活性。因此如何設計、製備具有電子-空穴分離結構的光催化納米材料，並實現對其高活性晶麵的可控合成已經成為(wei) 目前急需解決(jue) 的科學難題。
前期，該研究小組設計構建了一種項鏈狀異質結構光催化劑—金屬Ag納米線/Ag3PO4立方體(ti) 異質光催化劑，即在Ag納米線表麵選擇性外延生長尺寸、形貌及數量可控的具有麵的Ag3PO4立方體(ti) ，此種結構由於(yu) 具有高的光生載流子分離及傳(chuan) 導效率，實現了高的光催化活性（J. Mater. Chem. 2012,22,14847）。在後續工作中通過簡單調控Ag3PO4立方體(ti) 溶液中氨水的濃度，實現了葡萄糖對銀離子在Ag3PO4立方體(ti) 棱邊及晶麵的選擇性還原生長，並對其生長機理及光催化活性進行了係統的研究（Chem. Eur. J. 2012,18,14272）。在製備了具有晶麵的Ag3PO4立方體(ti) 的基礎上（Chem. Commun. 2012,48,3748），該研究小組進一步通過雙氧水氧化銀片的方法，合成出了具有晶麵的Ag3PO4四麵體(ti) ，與(yu) 晶麵相比，由於(yu) 具有更高的晶麵能及更多的表麵缺陷，從(cong) 而使Ag3PO4四麵體(ti) 具有比Ag3PO4立方體(ti) 更出色的可見光催化活性（J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 2387）和 (Phys. Chem. Chem. Phys.2012,14,14486-14488)。
zui近，研究人員利用在Au@Ag納米棒表麵選擇性外延生長Ag3PO4的方法，成功製備了具有和高指數晶麵的Ag3PO4二十四麵體(ti) 結構。除目前已經報道的麵心立方的貴金屬二十四麵體(ti) 結構外，關(guan) 於(yu) 體(ti) 心立方的半導體(ti) 二十四麵體(ti) 異質光催化材料的報道尚屬。研究人員還利用密度泛函理論分別計算了及晶麵的表麵能，發現其具有比低指數晶麵如更高的表麵能；此外由於(yu) 高指數晶麵具有更多的反應活性位，可使Ag3PO4二十四麵體(ti) 結構具有更高的可見光催化性能。該方法在半導體(ti) 光催化領域具有*的通用性和實用性，為(wei) 設計、合成具有高指數晶麵的異質半導體(ti) 光催化材料開辟了一條新的途徑。相關(guan) 研究成果發表在(Chem. Commun. 2013,49,636)。