近日，中國科學技術大學教授熊宇傑課題組提出了一種新型的光催化制氫機制，將配位元化學的理念引入有機納米材料中，產品在廣譜光照下展現出大幅度提高的光催化制氫性能。該研究中，研究人員將有機半導體二維納米材料作為大分子配體，利用其中的氮原子位點，引入不到千分之一含量的鉑離子或者更為廉價的銅離子，形成了金屬-有機半導體的納米配位元結構；其含有的極少量的納米配位元單元誘導產生的電荷轉移躍遷過程，使得催化劑產品可以在廣譜太陽光範圍內進行光催化制氫。這項技術的發展將推動有機半導體材料在光制氫方面的應用，同時為廣譜光催化材料的設計開闢一條新的思路。

 

光催化分解水制氫技術是一種能夠直接將太陽輻射轉化為氫能的途徑，是一種極具發展潛力的新能源技術，也是近年來業界一直期望解決的問題。光催化制氫技術是基於半導體帶間躍遷的一種作用機制，實現能量的轉移。有機半導體材料通常由自然界豐富的碳、氫、氮等元素組成，有利於降低材料成本，從而實現大規模的光催化劑生產。

 

三氧化鎢的禁帶寬度為2.4eV~2.8eV，能回應較寬的光譜波段；同時，它具有光觸媒特性，屬於一種廣譜光催化材料。實驗發現，摻雜鈰（Ce）的三氧化鎢在光水解制氫方面具有良好的活性，表現為，一定量的Ce可以拓展三氧化鎢對可見光的回應範圍，提高光觸媒的活性達1.5~1.7倍。隨著新型能源的不斷研究和啟用，三氧化鎢將在光催化、脫硝脫硫、建築玻璃等行業中發揮越來越多的應用。