長春光機所在卟啉分子自組裝納米結構合成方面獲新進展

發布時間：2011-12-29 11:34 原文鏈接：長春光機所在卟啉分子自組裝納米結構合成方面獲新進展

　　近期，由中科院長春光學精密機械與物理研究所與河南大學的科研人員合作開展的卟啉分子自組裝納米結構合成，以及利用該卟啉納米結構合成中空鉑金屬納米結構的研究取得了一系列進展，相關成果未來有望應用于燃料電池的研發。

　　卟啉及其衍生化合物廣泛存在于生物體內和能量轉移相關的重要細胞器內，如動物體內的血紅素、植物體中的葉綠素，是血細胞載氧進行呼吸作用和植物細胞進行光合作用過程中的關鍵成分。卟啉被認為在能量捕獲和傳遞、化學催化方面有著巨大的應用前景。由于卟啉分子具有共軛的大環結構和中心配位金屬離子，很容易通過p-p堆積和配位鍵的作用自組裝形成納米結構。

　　中科院長春光機所發光學及應用國家重點實驗室（籌）孫再成研究員與河南大學教育部特種功能材料實驗室白峰教授合作，研究了卟啉分子在表面活性劑輔助下的自組裝問題。研究表明，卟啉分子可以自組裝成從納米線、納米短棒到八面體的納米顆粒。研究人員通過變化反應條件，實現了對納米結構尺寸、形貌的控制，使該納米結構具有非常好的單晶性和高的比表面積。這種多孔且具有單晶性質的卟啉納米結構在傳感器、納米電子學和光學上具有潛在的應用。

　　此外，科研人員利用卟啉納米結構為模板，在可見光和卟啉分子催化作用下，在納米結構表面還原得到鉑的納米顆粒殼層，溶解出去卟啉分子后得到了結構規整的中空鉑納米結構，其中鉑層是由3納米的鉑納米粒子組成的網絡結構。納米結構的金屬鉑是一種非常重要的燃料電池催化劑，科研人員通過研究該中空鉑納米結構在甲醇催化氧化方面的應用后發現，這種中空的鉑納米結構同目前已商品化的燃料電池催化劑相比性能有了明顯提高，未來在燃料電池和電動汽車發展中有望得到重要的應用。

　　相關工作先后在國際刊物Nano Letter上發表2篇論文。