近日，物电学院光电化学团队青年教师江国灿在国际权威期刊Advanced Functional Materials发表题为《量子点异质结凝胶用于高效光催化二氧化碳甲烷化》的研究成果。该工作基于固体物理中的能带调控原理，创新性地构建了具有梯度能级排列的Type-II型异质结量子点组装体系，在介观尺度实现了光生载流子的定向输运与空间分离，为半导体光催化体系的载流子动力学调控提供了新的物理解决方案。
构筑量子点异质结凝胶实现高效的光催化二氧化碳的甲烷化，结合DFT模拟和超快光谱表征了强融合的异质结界面促进了超快电荷转移过程。
研究亮点：材料设计与性能提升
针对传统量子点材料中电荷分离效率低、活性位点易失活等问题，研究团队开发了一种三维量子点异质结凝胶材料。实验表明，该材料在模拟可见光下可将二氧化碳转化为甲烷的转化率达240 μmol/g/h，甲烷选择性为87%，实现了1.2%的外量子效率，并保持了良好的性能稳定性。相较于传统胶体量子点催化剂，其电荷分离效率提升约10倍，这得益于异质结和凝胶网络结构的设计优化。
平台支撑：关键技术突破的基石
研究过程中，团队利用浙江光电子研究院新建的超快光谱实验室的飞秒瞬态吸收光谱（TAS）捕捉到材料中电荷分离的皮秒级动力学过程，为了载流子高效调控和利用提供了有力的指导。此外，太阳光模拟测试系统为催化性能的长期稳定性评估提供了可靠数据支持。
跨学科的交叉合作：材料物理化学的融合
本研究依托材料、物理、化学多学科交叉优势，构建了“材料合成-光谱分析-理论计算”的全链条研究体系。研究生徐世顺为第一作者，江国灿和李正全教授为共同通讯作者。
江国灿老师自2022年加入浙师大物电学院，主要围绕半导体光电材料制备与应用开展相关研究工作。入职以来，以yl23455永利官网为通讯单位在AFM、ACS Nano和Small等知名期刊上发表研究论文多篇，该研究成果得到了国家自然科学基金和金华市重点项目的经费资助。
编辑：盛灿灿
