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中國科學家實現高效太陽光合成
科研人員率先實現了低毒性量子點敏化的近紅外至可見上轉換
【本報綜合外電報導】中科院大連化學物理研究所科研人員在量子點光化學研究中取得重要進展，科研人員率先實現了低毒性量子點敏化的近紅外至可見上轉換，並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，有望對光合成技術產生深遠影響，相關成果近期在國際學術期刊《自然-光子學》發表。
基於太陽光開展能源轉化和工業生產，是解決全球能源危機、助力中國實現“雙碳”目標的重要路徑之一，太陽光中蘊含著大量的紅外光子，這些光子不為人眼所見，且能量較低，通常難以有效轉化和利用，膠體量子點是一類溶液法生產的理想捕光材料，它們的吸光範圍很容易被拓展至紅外波段；同時，吸光後的激發態量子點能夠參與豐富的光化學轉化過程，生產太陽燃料或者精細化學品，是國際上的重要科學前沿。
團隊製備了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，隨後，科研人員在量子點表面修飾羧基化的並四苯分子作為三線態受體，並採用紅熒烯分子作為湮滅劑，構建了溶液相上轉換體系，該體系成功實現了近紅外至黃光的上轉換，量子效率高達16.7%。
科研人員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於“原位”有機氧化、還原、光聚合等反應，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，得益於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，在室內窗台上(光照強度約32mWcm-2)，幾秒內即可實現丙烯酸酯的光誘導聚合。
↑圖說：中國科學家通過紅外光上轉換實現高效太陽光合成（供圖）
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2023, 2. 8 
