[發明專利]一種雙向激發的高效催化反應器

在審

• 申請號: 201810921982.6
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN108745234A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中山科立特光電科技有限公司
• 主分類號: B01J19/08
• 分類號: B01J19/08;B01J19/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種雙向激發的高效催化反應器，包括第一透光導電膜，設置于第一透光導電膜上表面、相互間隔的源極/漏極，所述第一透光導電膜下方設置有SiO₂層，所述SiO₂層的下方設置有第二透光導電膜，第一透光導電膜與SiO₂層之間設置有多個金屬納米顆粒，所述第二透光導電膜的下方還設置有透光導電底座，所述第二透光導電膜還與引入的門電壓電連接；該雙向激發的高效催化反應器，通過在金屬納米顆粒的底面設置有透光導電膜以及透光凸透鏡，從而使得金屬納米顆粒能夠在第一入射光與第二入射光的共同作用下，增強了金屬納米顆粒周圍的電場，從而提高了金屬納米顆粒表面的電子振蕩，有利于提高目標分子催化反應的效率。

技術領域

本發明屬于表面催化反應器件技術領域，具體涉及一種雙向激發的高效催化反應器。

背景技術

表面等離激元(SPs)是電磁波(光)與金屬(或摻雜半導體)表面內的準自由電子氣集體振蕩相干耦合后形成的一種共振激發元。通常把能局域于金屬納米顆粒表面的電子振蕩稱為局域表面等離激元共振(LSPR)。在納米尺度范圍，等離激元誘導的催化反應占據主導地位，通常我們把它稱作等離激元誘導化學反應。眾所周知，等離激元衰減而產生的熱電子在等離激元誘導的化學反應中扮演著重要的角色。當熱電子暫時吸附于目標分子時，等離激元誘導化學反應中的分子的中性勢能面(PES)被注入電子，因此使分子的反應勢壘顯著降低，同時熱電子還能暫時起到連接分子的作用。同時，熱電子的動能可以有效地轉移給目標分子，為催化反應提供能量；熱電子還能作為催化反應所需的能量推動分子反應的發生。

然而,現有的表面等離激元催化反應器存在目標分子遮擋入射光,從而導致照射到金屬納米顆粒上的光強度減少,從而導致金屬顆粒周圍電場較小,反應效率較低的現象。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是要解決的現有表面等離激元催化反應器反應效率較低的問題。

為此，本發明提供了一種雙向激發的高效催化反應器，包括第一透光導電膜，設置于第一透光導電膜上表面、相互間隔的源極/漏極，所述第一透光導電膜下方設置有SiO₂層，所述SiO₂層的下方設置有第二透光導電膜，第一透光導電膜與SiO₂層之間設置有多個金屬納米顆粒，所述第二透光導電膜的下方還設置有透光導電底座，所述第二透光導電膜還與引入的門電壓電連接。

所述第一透光導電膜為石墨烯透光導電薄膜。

所述第二透光導電膜為石墨烯透光導電薄膜或金屬氧化物透光導電薄膜。

目標分子位于所述源極/漏極之間的縫隙。

第一入射光垂直照射源極/漏極之間的縫隙。

所述透光導電底座是一面為平面，另一面為弧面的透光凸透鏡；所述第二透光導電膜設置于透光導電底座的平面上方。

第二入射光從所述透光導電底座的弧面入射。

本發明的有益效果：本發明提供的這種雙向激發的高效催化反應器，解決了現有催化反應器反應效率低的問題，通過在金屬納米顆粒的底面設置有透光導電膜以及透光凸透鏡，從而使得金屬納米顆粒能夠在第一入射光與第二入射光的共同作用下，增強了金屬納米顆粒周圍的電場，從而提高了金屬納米顆粒表面的電子振蕩，有利于提高目標分子催化反應的效率，另一方面通過透光凸透鏡可以將第二入射光進行棱鏡耦合，從而增強第二入射光激發金屬納米顆粒，進一步增強金屬納米顆粒表面的電子振蕩效率，從而使得該高效催化反應器整體上具有更好的催化目標分子進行反應的作用。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是雙向激發的高效催化反應器結構示意圖。