AEM：光热催化动力学优化：以CdS纳米笼生物质转化为例

Nanoer-z

2025-04-24

光生载流子在界面氧化还原反应中的利用率受限于氧化端与还原端的动力学失衡。光激发金属纳米结构在超快时间尺度上形成热载流子的快速平衡过程，具有加速光催化反应速率与动力学的潜力。鉴于此，天津大学Tao Yu、中山大学Zhuofeng Hu等通过设计具有增强光热效应的空心纳米笼结构，借助延长热载流子弛豫时间尺度，实现了糠醛与氢气的高效光热催化转化。

本文要点：

（1）其内外分离的空间构型促进金属位点对反应物的吸附，同时空心纳米笼结构有助于声子-光子协同效应，通过强化界面相互作用为光热耦合反应提供增强驱动力。

（2）增强的光热效应同步延长了界面反应中热电子注入与热散射的时间尺度，平衡了还原半反应与氧化半反应的动力学。该工作对精细设计空间结构以优化总能量利用具有重要指导意义。

Y. Tang, Y. Guo, B. Liu, Y. Li, Z. Hu, X. Tan, J. Ye, T. Yu, Optimized Kinetics for Photothermal Catalysis: a Case of Biomass Conversion on CdS Nanocage. Adv. Energy Mater. 2025, 2501159.

https://doi.org/10.1002/aenm.202501159