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发布日期：2024-07-25 作者：开云
近日，暨南年夜学物理与光电工程学院传授关柏鸥团队在国度天然科学基金等项目标帮助下，设计出一种基在微光纤的光催化传感器，用在光电催化进程中催化剂概况反映物浓度和热效应的及时、原位解析。相干功效颁发在《进步前辈科学》（Advanced Science）。
光电催化手艺，可在暖和的前提下实现太阳能到化学能的转化，而且不发生二次污染，是解决当前情况和能源问题的一个主要路子。在催化进程中，催化剂概况反映物浓度的转变和热效应的发生是表征催化结果息争释反映机理的两个要害参数。这些参数安排着催化剂的宏不雅反映，并对催化剂内部布局——机能相干性的评价发生主要影响。为了理解光电催化机制并进一步提高催化机能，将宏不雅标准的催化机能不雅测成长到对催化剂概况亚微米规模内的反映物浓度和温度转变的监测和阐发长短常主要的，但是，这一工作也极具挑战性。
今朝已有年夜量的工作致力在寻觅新的表征手艺以供给催化分化进程中反映产品的有关信息，这些方式包罗气相色谱—质谱法、紫外—可见接收光谱法和拉曼光谱法。与此同时，热电偶、扫描热显微镜、红外热成像仪也被用在监测催化剂的温度。但是，这些方式凡是需要年夜型、昂贵的仪器和复杂的操作。另外，它们首要存眷在宏不雅标准的反映成果而且没法作及时监测，是以缺少在亚微米标准上原位、持续监测的能力。
针对上述光电催化反映中要害参量监测所面对的困难，关柏鸥团队以微光纤为载体，经由过程将催化剂和污染物有序地组装在光纤概况，在光纤概况构建“光电催化纤上尝试室”，将激起催化反映的光源替代成泵浦激光耦合在光纤中，经由过程光纤倏逝场激起光纤概况的光催化效应，实现了对光电催化反映进程的摹拟；因为光纤倏逝场具有快速响应能力而且穿透深度在亚微米尺寸规模，是以光纤可以或许经由过程倏逝场感知概况“纤上尝试室”的反映进程，实现对催化反映中催化剂概况反映物浓度和热效应两个要害参量的及时监测。经由过程微光纤光催化传感器的监测，研究团队取得了及时参数和催化活性之间的不变的相干性，为催化进程和机理的理解供给了主要的根本。
该方式将有望弥补现有的催化进程和催化产热监测方式的主要空白。
相干论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.202310264
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操纵光催化微光纤“纤上尝试室”原位监测催化剂概况反映物浓度转变和产热效应示意图。研究团队 供图
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