经过人工资料，进行与天然界光合效果类似的化学反响，运用阳光、二氧化碳和水生成人类所需物质，是我们长期以来的愿望。但是，这种人工光组成系统进行运用测验时，面对着一些严重应战，其关键是怎么运用太阳光中低能量的光子。红外光是太阳光谱中典型的低能光子，在太阳光谱中占比高达53%。一般的半导体光催化技能只能运用紫外区和可见区的光子来驱动化学转化，限制了太阳能运用功率。近年来，国际上几个先进的等离激元催化研讨团队（包含我国科学技能大学的熊宇杰教授团队），提出运用金属纳米资料的等离激元效应来驱动催化反响的思路，以期处理半导体光催化面对的瓶颈问题。等离激元金属纳米资料具有吸收低能光子的才能，却难以将吸收的能量有用地运用到催化反响中去，导致化学转化活性很低。熊宇杰研讨团队针对等离激元催化的机制问题，展开了近十年的研讨（2022, 34, 2202367）。近来，熊宇杰/龙冉研讨团队规划了一类等离激元催化资料，发现其共同的界面耦合态直接电子激起机制，完成了可见光区和红外光区二氧化碳与水的高选择性转化。该技能运用广谱低强度光，甲烷产率高达0.55 mmol/g/h，碳氢化合物的产品选择性达100%，是现在光驱动二氧化碳资源化运用的最高纪录，宣布在《天然×通讯》期刊（

  该团队聚集二氧化碳与水的转化反响，根据等离激元资料的催化活性位点规划，构成金属与二氧化碳分子的有用杂化耦合系统。经过一系列工况条件下的谱学表征，发现在等离激元的局域电场增强效应下，其费米能级之上会呈现准离散的圈套态，有助于产生热电子的直接激起进程，并经过延伸热电子寿数而产生二次激起进程，以此来完成高效多光子吸收和选择性能量转移。根据该效果机制，所规划的资料在可见光区和红外光区范围内，皆可驱动二氧化碳与水高选择性转化为碳氢化合物。有鉴于等离激元催化的多光子吸收特色，该团队规划优化了反响设备，完成了散射光子的高效吸收，然后打破了当时光驱动二氧化碳资源化运用范畴的瓶颈。

  该作业得到了天津大学陈星教授、安徽师范大学陆洲教授、台湾光源王嘉兴研讨员、合肥光源宋礼教授等课题组的支撑协作，得到了国家重点研制方案、国家杰出青年科学基金、国家优秀青年科学基金、我国科学院B类先导科技专项等项目的赞助。

  （化学与资料科学学院、合肥微标准物质科学国家研讨中心、国家同步辐射实验室、科研部）