內(nèi)容簡述：
2025年10月24日，Materials Horizons 《材料視野》期刊發(fā)表了我院羅霄副教授課題組的最新研究成果。本研究提出“納米能量放大器和三重態(tài)-三重態(tài)湮滅異質(zhì)結(jié)”的概念，并以三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換機(jī)制為核心，實現(xiàn)了低能光子的能量上轉(zhuǎn)換與高效利用。該策略成功驅(qū)動了近紅外光下真正的光催化反應(yīng)，為超低能量光子的光催化提供了新的設(shè)計思路。論文題目為“Nano energy amplifier-the proposal and demonstration of triplet-triplet annihilation upconversion heterojunction for photocatalysis using low-energy photon”，碩士研究生蘭宇凡為第一作者，羅霄副教授為通訊作者。
光催化技術(shù)是實現(xiàn)太陽能高效轉(zhuǎn)化與污染物降解的重要途徑，但傳統(tǒng)體系多依賴高能紫外或可見光，低能近紅外光因能量不足難以驅(qū)動光催化反應(yīng)。部分研究嘗試?yán)霉鉄嵝?yīng)來促進(jìn)反應(yīng)，但這類方式本質(zhì)上屬于熱催化或光-熱耦合過程，并非真正意義上的基于半導(dǎo)體光電特性的光催化。因此，如何將低能光子有效轉(zhuǎn)化為可驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)的高能激發(fā)態(tài)電子，仍是光催化領(lǐng)域的核心挑戰(zhàn)。
針對這一問題，羅霄副教授課題組提出并構(gòu)建了基于MoS2與ZIF-FL的TTA-UC異質(zhì)結(jié)光催化體系。該體系可將近紅外光能量上轉(zhuǎn)換至藍(lán)紫光區(qū)，實現(xiàn)能量的有效放大。該異質(zhì)結(jié)體系具有顯著的反斯托克位移（0.86 eV），并通過Mo-N與Fe-S界面鍵合作用實現(xiàn)高效的三重態(tài)-三重態(tài)能量傳遞。當(dāng)有機(jī)污染物存在時，體系可通過TTA過程將能量上轉(zhuǎn)換，并原位傳遞給反應(yīng)物而非發(fā)射光子，不僅大幅降低能量再吸收損耗，而且實現(xiàn)了真正意義上的低能光驅(qū)動光催化反應(yīng)。值得一提的是，即使在僅有5–10 ℃的低溫條件下，體系對鹽酸四環(huán)素仍能實現(xiàn)85.4%的高去除率，充分驗證了“能量放大器”概念的有效性與普適性。該成果為光催化材料在弱光條件下的高效利用提供了新路徑，也為清潔能源轉(zhuǎn)化與污染治理領(lǐng)域的深入研究開辟了新方向。
圖文摘要：
文章鏈接：https://doi.org/10.1039/D5MH01718A
（審核：肖圍 編輯：常艷玲）
