随着全球对可持续发展的需求日益提升,太阳能作为一种清洁、普遍的能源,已成为催化过程中的关键动力来源。在光热催化领域,等离子体金属材料因其局部表面等离子体共振(LSPR)特性,可高效利用和转化太阳能,受到了广泛关注。然而,具有强LSPR特性的金和银等贵金属材料的高昂成本限制了其应用规模,促使研究者们探索性价比更高的替代方案。铜(Cu)作为一种具备出色LSPR性能的非贵金属,正逐步成为光热催化的理想候选材料。尽管铜基催化剂在光热转换方面表现突出,但其催化活性相对较低,难以有效激活惰性化学键,这一挑战推动了研究人员设计铜-金属(Cu-M)杂化结构,通过引入其他活性金属来增强催化效率和光热性能。
在此背景下,苏州大学功能纳米与软物质研究院的陈金星教授、曹暮寒副研究员和李超然研究员合作开发出一种一步多元醇还原工艺,成功合成了具有等离子体性能的Cu-Ru核壳超粒子结构。该类材料中,Cu纳米粒子作为核心,Ru纳米团簇组成的超粒子结构为壳层。通过对生长机制的深入研究,该团队实现了对超结构成分和尺寸的精确控制,最终优化的Cu3Ru1超结构展现出优异的光吸收能力和高效的光热转换效率,该光热催化剂在废弃聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的光热回收利用中表现出显著效果,显示了其在废弃塑料的光热升级回收中的巨大潜力。该研究以题为“Plasmonic Copper-Ruthenium Superstructure for Efficient Photothermal Conversion and Plastic Recycling”的论文发表在《Adv. Funct. Mater.》上。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202417644
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