众所周知，氢气是一种十分清洁且可储存运送的可再次出产的动力，因而使用太阳能分化水制备氢气已成为一种十分重视的清洁新动力技能。半导体催化剂在光解水制氢进程中扮演着很重要的人物，包含抓获光能、下降反响势垒、削减能耗、加速反响速度等。硅资料作为地球上丰度最高且使用最为广泛的半导体资料，早已有报导预言可用于光解水制氢技能。近来，我国科学技能大学熊宇杰教授课题组的一项研讨初次提醒了硅纳米线外表“光解水制氢”的机制，并为其制氢功能的进步供给了新的途径。该作业以《TheNatureofPhotocatalytic“WaterSplitting”onSiliconNanowires》为题，在线发表于世界重要化学期刊《德国使用化学》（.Ed.DOI:10.1002/anie.201411200；），并被选为该期刊的热门论文（HotPaper）。一起榜首作者是博士生刘东和李磊磊。

　　在该项研讨中，熊宇杰课题组奇妙地经过微纳制作技能（即自上而下）和湿化学办法（即自下而上）相结合，具有高度挑选性地调控硅纳米线阵列的外表悬键类型和数量。根据我校理化科学实验中心王成名高级工程师的体系红外光谱监测，研讨团队得以将光催化产氢功率及激子平均寿命与外表悬键联系起来，然后凸显了硅资料外表悬键在光催化使用中的关键效果。另一方面，研讨人员发现该进程产生的氢气和氧气的份额远高于惯例思想中的化学计量比2，因而与传统的光催化产氢机制应该有所差异。江俊教授课题组经过理论模仿，不光证明了估计中外表悬键关于电荷别离的奉献，并且扫描出在不同悬键外表所产生的化学反响势垒。根据该系列发现，研讨团队初次拨开了硅资料“光解水制氢”机制的“面纱”，确认了图中所示的反响机制。

　　基础研讨的发现往往直接带来技能上的开展。有理解效果机制之后，研讨人员开发出了一类根据惯例半导体工业技能的外表化学处理办法，为调控坐落硅纳米线外表的悬键状况供给了简捷途径，得以理性地调变其光催化制氢功能。该研讨提出了新的外表工程思路，为开发高效、自然界丰厚的光催化剂铺筑有用路途，并将拓宽人们对化学转化中电子运动“微观引擎”的控制能力，对高效催化剂的理性规划具有极端严重推进效果。

　　研讨作业得到了科技部973方案、国家自然科学基金、国家国家立异人才方案青年项目、中科院中科院人才方案、高等学校博士学科点专项科研基金、校重要方向项目培养基金等项目的赞助。

　　（合肥微标准物质科学国家实验室，化学与资料科学学院，动力资料化学协同立异中心，科研部）