杨鹏/顾泉Small: 绿色又简单，蛋白质包封CeO2纳米棒用于光催化HER和CO2RR

一维稀土基纳米材料具有优异的光/电催化性能，然而，以简单的方式合成形状和尺寸可控的纳米结构具有巨大挑战。

因此，陕西师范大学杨鹏、顾泉等提出了一种简单的一步策略，通过利用牛血清白蛋白(BSA)作为有效的生物模板来制备一维多功能蛋白质包封的氧化铈纳米棒(PCNR)。PCNRs表现出高化学和界面粘附稳定性，导致其对H₂析出和CO₂还原的高活性。

在碱性条件下，硼氢化钠对BSA的二硫键进行还原，触发BSA的淀粉样聚集，在室温下直接引导PCNRs在水溶液中生长，最终形成被淀粉聚集层包裹的氧化铈纳米棒。PCNRs上的H₂析出速率高于CeO₂纳米棒。

另外，将RhB作为无金属光敏剂复合到PCNR上实现了高的HER性能。PCNRs-RhB上H₂析出速率比CeO₂纳米棒高123倍。此外，在CO₂还原过程中，PCNRs非常活跃，分别以5.0 µmol h^-1 g^-1和3.3 µmol h^-1 g^-1的速率将CO₂转化为CO和CH₄，完全抑制析氢反应。产生CO和CH₄的速率分别比传统CeO₂纳米棒高50倍和83倍。

本项研究中提出PCNRs的淀粉聚集壳层内的β-折叠层在促进光生空穴转移和光生电荷的分离过程中起着重要作用。此外，PCNRs上NH₂基团的存在明显增强了CO₂吸附并有效地抑制了质子还原，这显着提高了光催化CO₂还原。

本工作研究的PCNR可能为绿色合成蛋白质包封的稀土纳米材料用于生物传感、生物催化和下一代太阳能-燃料转换装置等铺平了道路。

The synthesis of protein-encapsulated ceria nanorods for visible-light driven hydrogen production and carbon dioxide reduction. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202103422

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杨鹏/顾泉Small: 绿色又简单，蛋白质包封CeO2纳米棒用于光催化HER和CO2RR

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