日前，中科大熊宇杰教授课题组与该校多位教授合作，设计出一类具有缺陷态的氧化钨纳米结构，这类新型光催化材料在广谱光照条件下展现出优异的有氧偶联催化性能，有望实现低能耗和低成本的化工生产。据悉，这种缺陷态三氧化钨纳米结构具有精准可控的氧缺位，促进了光生电子从氧化物催化剂向氧分子的高效转移；同时，缺陷态的出现大幅度扩宽了光催化剂（光触媒）的吸光范围，使其在可见光和近红外光区宽谱范围内俘获太阳能。熊宇杰教授课题组的成果实现了太阳能的有效俘获及能量转换传递，解决了氧化物催化剂在光催化有机合成中的瓶颈问题，为利用太阳能替代热源驱动有机合成提供了可能。

金属氧化物（三氧化钨等）具有低成本等优点，并且展现出光催化活性，是一类理想的催化材料。半导体光催化技术关键步骤是催化剂的光激发，光生电子和空穴的迁移以及电子和空穴的体内或表面复合。光催化反应的量子效率低是其难以实用化最为关键的因素。此次熊宇杰教授课题组研发缺陷态三氧化钨纳米结构光催化剂的核心在于如何降低催化剂材料成本并提高能量转换效率。

 

目前，三氧化钨通常采用掺杂或半导体复合等形式来降低光催化剂成本和提高催化效率，如三氧化钨作为载体进行贵金属（如Pt、Au等）负载后，在氧气和水存在的条件下显示出其强氧化性，有助于有机物的合成，具有较高的反应活性；二氧化钛和三氧化钨半导体复合提高光催化活性。