研究人员通过在铟基量子点的表面添加硫化锌开发出了一种纳米粒子

2019-10-14 17:20:36

苏黎世大学的研究人员通过在铟基量子点的表面添加硫化锌,开发出了一种纳米粒子类型,用于新型的人工光合作用。这些量子点从水和阳光中产生清洁的氢燃料,而水和阳光是一种可持续的能源。他们将新的环保且功能强大的材料引入太阳能光催化。

量子点是真正的多面手。这些只有几纳米大小的材料结构表现出与分子或原子相似的行为,并且可以系统地调节它们的形式,大小和电子数量。这意味着它们的电气和光学特性可以针对许多目标领域进行定制,例如新的显示技术,生物医学应用以及光伏和光催化。

利用阳光和水进行燃料生产

当前的另一项面向应用的研究旨在直接从水和太阳光中产生氢。氢是一种清洁高效的能源,可以转化为广泛使用的燃料形式,包括甲醇和汽油。以前在能源研究中使用的最有希望的量子点类型包含镉,由于其毒性,镉已被禁止用于许多商品。苏黎世大学化学系教授Greta Patzke的团队以及成都西南石油大学和中国科学院的科学家现已开发出一种新型的无毒纳米材料用于光催化。

含铟芯,带硫化锌薄层

三纳米颗粒由磷化铟核和非常薄的硫化锌和硫化物配体包围层组成。Greta Patzke解释说:“与包含镉的量子点相比,这种新型复合材料不仅对环境友好,而且在从光和水产生氢的过程中也非常高效。” 发现量子点表面上的硫化物配体有助于光驱动化学反应中涉及的关键步骤,即有效分离载流子并快速转移至纳米颗粒表面。

环保应用的巨大潜力

新开发的无镉纳米材料有潜力作为各种商业领域的更环保替代品。Greta补充说:“水溶性和生物相容性铟基量子点将来也可以在生物质转化为氢方面进行测试。或者可以将它们开发成低毒生物传感器或非线性光学材料。”帕兹克。她将继续在大学研究优先计划“ LightChEC”内致力于人工光合作用催化剂的开发。该跨学科研究计划旨在开发新分子,新材料和新工艺,以化学键的形式直接存储太阳能。

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