湖北文理学院招生信息网功能材料研究院在“光电材料的激子态调控及其光化学应用”领域取得系列重要进展

（功能材料研究院 通讯员 刘星辰）近日，学校功能材料研究院梁桂杰教授团队在“光电材料的激子态调控及其光化学应用”领域的最新成果，以题“Functionalized Violet-Emitting Cd, Pb-Free Quantum Dots with Thermally Activated Delayed Photoluminescence for Efficient Photochemical Reactions”发表在国际化学类顶刊Journal of the American Chemical Society。学校为第一完成单位，研究工作依托学校低维光电材料与器件湖北省重点实验室进行，并得到中国科学院大连化学物理研究所吴凯丰研究员的支持。

胶体量子点（QDs）又称人造原子，具有高消光系数和易于调谐的光谱范围与电子能级，因此展现出良好的能源化学应用前景。然而，QDs普遍纳秒级较短的激子寿命不足以完成通常溶液相中碰撞扩散式的长程电荷/能量转移，这强烈地限制了其光化学应用。该研究通过巧妙设计QDs-联苯分子共轭物，使激子能量在QDs激子态和分子三重态之间进行循环，形成热激活延迟光致发光（TADPL）介导的分子级的“能量中继存储器”，从而将QDs的激子寿命延长四个数量级；进而通过热力学熵焓效应和激子动力学调控，同时实现高能（3.0 eV为迄今为止QDs最高的TADPL能量）、长寿命（80μs）和高TADPL量子产率（23.7%）的协同良效；基于该体系，实现了一系列高效的光化学有机转化反应（光还原、光异构化、环加成和碳-碳偶联），这为高效的能源化学转化提供了新的范式。

Figure 1. System design. (a) TADPL with varying emission bands based on hybrid materials comprising QDs and surface-tethered molecules. (b) The energy gaps between biphenyl triplet state and ZnSe/ZnS QD exciton states (_top) and the TET and rTET processes (bottom).

Figure 2. Comparison of different QD-PAHs based TADPL systems.

Journal of the American Chemical Society是美国化学学会的旗舰刊物，是化学及其交叉学科领域的国际著名顶级期刊之一。该项研究成果对于提升学校在化学相关学科的原始科技创新能力具有积极作用。

近年来，功能材料研究院梁桂杰教授团队通过搭建实验平台深化国内外科研合作，聚焦超快光谱与光化学方向持续开展基础研究与创新，并取得了一系列重要进展（Angew. Chem. Int. Edit., 2025, 64(2), e202414672；Angew. Chem. Int. Edit., 2025, 137(2), e202414229；Adv. Funct. Mater., 2024, 2420218；Angew. Chem. Int. Edit. 2023, 135(8): e202218688；J. Am. Chem. Soc., 2021, 143(41), 17059等）。

审核：梁英

责编：胡磊 王礼刚