7月25日 王辉:等离子体纳米粒子表面的界面配体动力学,化学和光化学——比我们想象的更复杂?(化学优秀学者系列学术报告)

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报告人简介:

  王辉教授于2001年6月毕业于南京大学化学系,获理学学士学位。2003年6月获南京大学理学硕士学位,分析化学专业,硕士导师为朱俊杰教授。2003年8月赴美国留学,在赖斯大学(Rice University)师从于美国科学院和工程院双院院士Naomi J. Halas教授从事纳米光学材料研究,于2007年8月获物理化学专业博士学位(Ph.D.)。2007年8月至2010年7月,在德克萨斯大学奥斯丁分核(University of Texas at Austin) 化学和生物化学系师从于美国科学晚晚士Paul F. Barbara 教授从事单分子光谱的博士后研究。 2010年8月获得独立教职,被聘为南卡罗来纳大学(University of South Carolina)化学和生物化学系助理教授,于2016年8月晋升为到教授,获终身教职。任教职期间讲授本科物理生物化学课程(Physical  Biochemistry)和研究生分子光谱学课程(Molecular Spectroscopies)。王辉教授长期从事纳来光学,纳米催化学,和分子光谱学的研究,用现代物理化学手段主要是光谱学和电化学的方法研究纳来和分子科学领域里的复来问题。王辉教授在JACS, Nano Letters,ACS Nano, Accounts of Chemical Research, PNAS, Advanced Materials, Angewandte Chemie, Chemistry ofMaterials. ACS Catalysis,和Journal of Physical Chemistry Letters等高影响力杂志上发表论文超过60篇,被引用超过7500次(Google Scholar), h因子为40,其中有20篇文章单篇引用超过100次。王辉教授主持的科研项目获得美国国家科学基金会(National Science Foundation), 美国能源部(Department of Energy)和美国健康学会(National Institutes of Health)的资助。


报告摘要:

  本报告将重点介绍表面封端配体和等离子体纳米粒子之间界面上的光催化分子转化。纳米粒子表面上的封端配体的界面吸附,解吸和交换行为表现出显着的位点对点变化主要由局部表面曲率决定,导致异构的热力学和动力学曲线比与原子上的配体结合相关的非均匀的热力学和动力学曲线更加复杂。我们使用表面增强拉曼散射作为等离子体增强光谱工具,其具有独特的时间分辨和分子指纹识别功能,可在不同的配体吸附,解吸附,实时定量地将界面配体动力学与详细的分子结构相关联。

  随后,我将进一步讨论等离子体热电子驱动的光催化反应的定量机理理解方面的最新进展。近期我们观察到利用在等离子体衰变期间产生的高能热电子可以来驱动或增强金属纳米颗粒表面上的一系列有趣的光化学反应。然而,这些等离子体激发驱动反应的详细机制仍然知之甚少。我们使用SERS作为一种独特的方法,在分子-纳米颗粒界面上实时精确地监测等离子体驱动的光催化反应。这种方法使我们能够以前所未有的精确度和细节精确地指出等离子体激发,分子吸附状态,局部场增强和光热过程对光催化反应的途径和动力学的影响。从这项工作中获得的发现揭示了等离子体驱动光催化的机械复杂性,并为下一代等离子体光催化剂提供了关键的设计原则。


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