科技日報訊 (記者劉霞)來(lái)自韓國漢陽(yáng)大學(xué)、高麗大學(xué)和大邱慶北科學(xué)技術(shù)院的科學(xué)家,研制出迄今最小的無(wú)機半導體材料——量子半導體納米團簇,并利用其作為光催化劑,成功制備出環(huán)保型氫能。這一突破性成果發(fā)表于新一期《納米快報》雜志。
團隊表示,該突破不僅實(shí)現了高效氫能生產(chǎn),更有望在能源環(huán)境、量子科技等多領(lǐng)域展現出廣闊應用前景。
團隊在水環(huán)境中成功合成了由26個(gè)原子構成的硒化鎘(CdSe13)的穩定納米團簇。這是一種以前從未在水環(huán)境中用作光催化劑的不足1納米的超小量子半導體材料。這種由特定原子數構成的量子半導體納米團簇,是介于分子與納米晶體間的獨特材料。雖然表面原子高暴露特性賦予其卓越催化活性,但結構不穩定與導電性差長(cháng)期制約實(shí)際應用。
為攻克這一難題,團隊創(chuàng )新性地構建了三維自組裝超結構,并通過(guò)配體交聯(lián)技術(shù)既保持團簇特性又實(shí)現結構穩定。隨后,他們還朝團簇內摻入鈷離子以提升導電性能,最終實(shí)現高效光催化制氫。
最新進(jìn)展首次證實(shí)量子半導體納米團簇可作為新一代光催化材料,為綠色能源開(kāi)發(fā)打開(kāi)了原子級精密制造的新維度。