半导体纳米结构与贵金属组分形成异质纳米结构是一种改善半导体光催化活性的有效方式。近日，研究所教师何伟伟博士在揭示贵金属增强作用机理方面取得重要研究进展，相关研究成果发表在美国化学会期刊《ACS Appl. Mater. Interfaces》（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6 (17), 15527–15535），附全文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/am5043005）。 该工作中，他们发现贵金属Ag和Pd组分的沉积能够显著提高ZnO的光催化降解活性和光生物毒性。并且，Pd组分对于ZnO光催化活性的提高，无论是污染物的降解，还是对人类皮肤纤维母细胞（癌细胞）生长的抑制能力，均表现出比Ag组分更显著的增强特性。此外，利用电子自旋共振波谱技术，他们还测定了ZnO/Ag、ZnO/Pd杂化纳米结构产生各种活性物种的能力。在光辐射作用下，Ag和Pd组分对ZnO产生电子/空穴的反应活性和各种活性氧物种包括羟基自由基、超氧自由基和单线氧，均表现出极高的增强作用。通过比较，Ag更利于单线态氧的产生，而Pd则对羟基自由基的产生提高更多。这些数据为解释Ag和Pd增强ZnO光催化活性和光毒性提供了直接的证据。该工作研究结果将有助于解构半导体及其复合纳米结构光化学、光物理和光生物活性以及设计高效光活性纳米结构。该研究工作得到了国家自然科学基金、河南省高校科技创新人才和河南省科技创新杰出人才基金的支持。
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