到目前為止,很少有系統方法能夠分析吸附在光催化劑表面的分子光譜預測催化性能。半導體光催化劑與表面吸收分子之間的有效電荷轉移(CT)是提高催化活性和優化光能利用的關鍵。
有鑒于此,吉林大學宋薇教授等報道驗證基于CT增強機理的表面增強拉曼光譜(SERS)在半導體光催化C-C偶聯模型反應中CT過程的研究。
本文要點:
(1)
采用Cu離子摻雜策略,增強金屬有機骨架(MOF)衍生的ZnO的SERS效應和催化活性。通過分析分子指紋SERS光譜,計算出分子指紋的CT值(ρCT),表明分子指紋的SERS增強是由CT機制引起的。原位SERS譜證實了不同Cu離子摻雜的ZnO的催化活性與ρCT之間的高度相關。
(2)
一系列光電和光譜測試驗證了SERS在將CT與光催化性能聯系起來方面的有效性,這與第一性原理DFT理論計算模擬的結果一致。在其他半導體材料和催化反應中驗證這種結果,證明ρCT在預測和評估SERS和催化活性方面的廣泛適用性。
參考文獻
Junjie Chen, Mengyuan Li, Xinmeng Wang, Hongye Liu, Wenji Jiang, Bing Zhao, Wei Song, Putting Charge Transfer Degree as a Bridge Connecting Surface-Enhanced Raman Spectroscopy and Photocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202424986
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202424986