Преобразование инфракрасных фотонов с повышением частоты обеспечивает быстрый органический синтез под действием солнечного света
Исследовательская группа под руководством профессора Ву Кайфэна из Даляньского института химической физики (DICP) Китайской академии наук (CAS) сообщила об эффективном преобразовании фотонов в ближнем инфракрасном диапазоне, сенсибилизированном бессвинцовыми полупроводниковыми нанокристаллами, и продемонстрировала его новое применение в солнечном синтезе. Исследование было опубликовано в журнале Nature Photonics 6 февраля.
Преобразование фотонов с повышением частоты в ближнем инфракрасном диапазоне и солнечный синтез с использованием бессвинцовых нанокристаллов. 1 кредит
Повышающее преобразование фотонов ближнего инфракрасного диапазона в фотоны видимого диапазона может повысить эффективность фотогальваники, фотоокислительно-восстановительного катализа и фототераностики. Сенсибилизированный триплетный синтез является многообещающим средством преобразования фотонов с повышением частоты.
Однако современные фотосенсибилизаторы, способные поглощать ближний инфракрасный диапазон, часто содержат либо драгоценные, либо токсичные элементы, например, комплексы палладия или платины и нанокристаллы халькогенидов свинца.
В этом исследовании исследователи сообщили о нанокристаллах CuInSe2, легированных цинком, в качестве недорогого и экологически безопасного сенсибилизатора для преобразования с повышением частоты из ближнего инфракрасного диапазона в видимый, который обеспечивает внешнюю квантовую эффективность 16,7% для этого спектрального диапазона.
Эта система преобразования с повышением частоты была дополнительно объединена с фотоокислительно-восстановительным катализом, что сделало возможным восстановительное дегалогенирование, окисление амина, образование связи углерод-кислород и фотополимеризацию, эффективно управляемую фотонами ближнего инфракрасного диапазона.
Что еще более важно, благодаря широкополосному улавливанию света нанокристаллами ближнего инфракрасного диапазона эти реакции были удивительно быстрыми при солнечном свете в помещении, что позволило, например, полимеризовать акрилаты всего за 30 секунд.
«Органический синтез под солнечным светом, или солнечный синтез, был идеей вековой давности, впервые предложенной Ciamician et al. Но видение химиков-органиков ограничивалось использованием видимых фотонов в солнечном свете», — сказал профессор Ву. «Наше исследование расширяет возможности солнечного синтеза как для фотонов видимого, так и для ближнего инфракрасного диапазона, изобилующих солнечным светом, что может значительно улучшить эту технологию».
