利用太陽能光催化技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為解決全球能源短缺和環(huán)境污染問題提供了一種有前景的方法。負(fù)載貴金屬納米粒是一種常用的光催化劑，然而金屬納米粒由于其高的表面能，在制備和催化應(yīng)用過程中容易發(fā)生團聚而失活，如何提高貴金屬納米粒和載體的作用，實現(xiàn)貴金屬的高效利用仍然是制約其迅速發(fā)展的瓶頸。

在國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項的資助下，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室研究員王瑞虎課題組選用離子聚合物包裹的二氧化鈦納米片復(fù)合材料，通過離子交換技術(shù)將釕離子均勻分布在離子聚合物中，從而有效抑制高溫焙燒過程中釕納米粒子的團聚，原位得到小尺寸、高分散的超細(xì)金屬納米粒。同時，生成的氮摻雜碳不僅提高了催化劑的導(dǎo)電性，降低了肖特基能壘，促進了光生電子從激發(fā)態(tài)釕納米粒向二氧化鈦表面轉(zhuǎn)移，還增強了反應(yīng)底物分子的吸附和釕納米粒的活性，使水介質(zhì)中光催化醇氧化反應(yīng)的活性提高了4倍以上。該催化材料具有極好的穩(wěn)定性，多次循環(huán)使用后納米粒的尺寸、分布和晶面等都沒有發(fā)生明顯變化。該研究有效解決了金屬納米粒在高溫焙燒過程中團聚和分散的問題，為碳負(fù)載的超細(xì)納米粒的合成提供了新途徑。

該論文第一作者為助理研究員鐘鴻，相關(guān)研究成果已發(fā)表在Energy Environ. Sci. 2019, 12, 418-426。

福建物構(gòu)所在離子聚合物衍生復(fù)合材料光催化研究中取得進展