地殼金屬稀少　 鉬絡合物為永續光化學留下一盞明燈

編譯／高晟鈞

迄今為止，光化學領域由於對生態環境較友善而在近幾年逐漸興起，然而該領域卻嚴重仰賴昂貴的貴金屬獲稀土金屬化合物。但這些物質在地殼中的存量是有限的。

存量有限的地球貴金屬

鑒於迫切需要改變使用和生產能源方式，研究人員正努力尋找可以滿足光驅動化學應用，且具有成本效益、永續性的材料。儘管近年來，科學家在建立這些貴金屬替代材料的方面取得了巨大進展，但這些材料通常因為涉及繁雜的合成步驟，而難以被製造。

近期，來自美國茲約翰內斯古騰堡大學的研究團隊，使用低成本、且地球含量豐富的金屬鉬與簡單的合成方法相結合，透過光催化來驅動化學反應，將有望提高我們利用能源的效率。

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簡單的兩步合成過程

研究團隊所使用的是一種基於鉬原子結合羰基配體的混和物，一種只需要兩步合成的分子。該分子最大的特色，便是你可以在一天之內合成鉬絡合物。

使用JGU、MPIP、RPTU三所大學所提供的先進雷射光光譜儀，這些複合物會在吸收光後形成激發態，並持續數百奈米秒。儘管這聽起來很短，但在對於激發太用於光化學轉化來說已經足夠長了。

優秀的鉬絡合物

羰基配物容易在光照射下分解，而鉬絡合物則被證明具由高度的光穩定性。而兩者所構成的複合物，在高強度光源的照射下，也具有非凡的穩定性。「這與之前的所有例子都不一樣，這也使我們的複合物適用性不受不穩定的光所限制。」研究組長Katja Heinz說道。

對於羰基鉬材料的應用，團隊瞄準了光子轉換與光催化兩個應用領域。在光子轉換中，兩個低能量光子可以被轉換成一個高能光子，這一過程可以提高太陽能電池的效率。另一方面，鉬絡合物可以不受惡劣條件影響，用於光化學驅動反應。

在兩種類型的實驗中，鉬鉻複合物都表現得很好，甚至在某些情況超過了傳統上使用的貴金屬化合物。這將為開發具有光活性、低成本的材料提供一條有前途的途徑。

資料來源:Phys.org

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