《表面等離激元增強光催化反應的SERS光譜探究》是依託吉林大學，由徐抒平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：表面等離激元增強光催化反應的SERS光譜探究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：徐抒平
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目以等離激元增強光催化化學反應這一熱點問題為研究對象，構建適用於光催化體系SERS原位檢測的晶片研究平台，製備等離激元金屬納米結構或金屬-半導體異質結為催化劑，發展等離激元增強光催化反應的新體系，利用SERS技術探究等離激元增強光催化反應的機制和過程。SERS作為表征手段能夠在分子層級直接洞察等離激元光催化反應。通過對催化反應的監控，研究各向異性的金屬納米結構的光催化活性，獲得條件變化對催化的敏感性，揭示其催化機理。該構想的研究意義在於（1）發展和建立全新的、專屬於等離激元增強光催化反應的原位SERS檢測平台。（2）通過金屬微納米結構的LSPR調控，增強可見光捕獲作用。金屬納米結構可促進金屬/半導體界面上的光誘導電荷分離，提高催化活性。發展新型等離激元催化劑。（3）突破等離激元增強光催化體系單一的局面，豐富催化體系，這對於等離激元增強催化機制的認識具有重要意義。
結題摘要
光催化反應過程是吸收光子，進而在催化劑內產生局域電場，導致電子和空穴的產生、分離並傳輸到催化劑表面，最終在表面完成氧化-還原反應。等離激元材料的引入，對光催化反應過程的各個階段都會產生顯著影響。本項目利用表面增強拉曼光譜（SERS）技術探究等離激元增強光催化反應的過程和機制。SERS和等離激元增強光催化現象二者存在多方面的共性：二者的本質均源於表面等離激元共振效應和電荷轉移效應；二者均採用貴金屬作為研究要素；均以光為驅動力和必要條件。這些理論和實驗方面的共性確保兩種效應可同時發生、同步觀測。本項目研究豐富了等離激元增強光催化的實驗模型體系，將金屬有機電荷轉移複合物與金屬納米結構複合，對認識和理解光催化過程、調控光催化體系有一定的參考意義。該研究建立了等離激元增強光催化的化學反應新體系（Ag-TCNQF4→Ag2-TCNQF4的轉變）；構築了微流控液滴晶片SERS分析平台、光纖光極的原位SERS檢測平台；發展了多種SERS基底；發展了兩種以上具有光電回響的有機電荷轉移共晶體系，並利用高壓光譜等技術研究其電荷轉移機制。受項目資助發表學術論文17篇，會議論文16篇，授權專利2項，申請專利2項；資助碩士論文6本，博士論文5本；資助國內國際會議21次，相關內容作邀請報告3次，口頭報告7次。獲第二十屆全國分子光譜學術會議及第二屆國際表面增強拉曼光譜會議優秀牆報獎。
