近日，中國科學院大連化學物理研究所吳凱豐研究員團隊在量子點光化學研究中取得新進展，實現了低毒性量子點敏化的近紅外光至可見光的上轉換，并將該體系與有機光催化融合，實現了高效快速的太陽光合成。
紅外光到可見光的上轉換在能源、醫學、國防等諸多領域具有重要意義。例如，對太陽能電池而言，上轉換能使器件有效利用陽光中大量的低能量紅外光子，顛覆性地提升太陽能轉換效率。此前報道的近紅外光敏劑普遍效率較低或含有貴金屬和有毒金屬，相對廉價環保的高效近紅外光敏劑仍然有待開發。
吳凱豐研究團隊深入系統研究了量子點敏化有機分子三線態的動力學機制，并探索了這些新機制在光子上轉換、有機光合成等領域的初步應用。在這些前期基礎之上，團隊開發了于銅銦硒（CuInSe2）基量子點，用于替代劇毒性的鉛基近紅外量子點，實現三線態敏化和近紅外上轉換。
團隊首先制備了ZnS包覆的Zn摻雜CuInSe2核殼量子點，有效解決了該類量子點缺陷多和穩定性差的難題。團隊在量子點表面修飾羧基化的并四苯分子作為三線態受體，并采用紅熒烯分子作為湮滅劑，構建了溶液相上轉換體系。
此外，團隊進一步將該上轉換體系與有機光催化融合，將上轉換產生的紅熒烯單線態直接用于“原位”有機氧化、還原、光聚合等反應。該設計巧妙避免了上轉換光子傳播至溶液表面所經歷的量子點重吸收損失。此外，得益于近紅外光子的有效利用和量子點的寬譜吸收特性，該上轉換—有機催化融合體系可在太陽光下高效快速運行。在室內窗臺上，幾秒內即可實現丙烯酸酯的光誘導聚合。
中華人民共和國國家發展和改革委員會 中華人民共和國工業和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態環境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業聯合會
江蘇省發展和改革委員會 江蘇省工業和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態環境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監督管理局 江蘇省統計局
北京市化學工業協會 天津市石油和化工協會 遼寧省石油和化學工業協會 內蒙古石油和化學工業協會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業協會 山西省化學工業協會 吉林省能源協會 黑龍江省石化行業協會 浙江省石油和化學工業行業協會 安徽省石油和化學工業協會 福建省石油和化學工業協會 江西省石油和化學工業協會 河南省石油和化學工業協會 湖北省石化行業協會 湖南省石油化學工業協會 廣東省石油和化學工業協會 海南省石油和化學工業行業協會 四川省化工行業協會 貴州省化學工業協會 云南省化工行業協會 陜西省經濟聯合會 甘肅省石化工業協會 青海省化工協會
電話：協會：025-8799064 學會：025-86799482
會員服務部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業務經營許可證：蘇B2-20110130
備案號：蘇ICP備13033418號-1
