CO2催化轉(zhuǎn)化可在室溫光照下進(jìn)行

合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院潘云翔教授課題組，與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？蒲腥藛T合作通過在氧化銦表面包覆厚度為5 nm的碳層，成功研制出一種性能優(yōu)越的新型二氧化碳轉(zhuǎn)化光催化劑，為控制二氧化碳排放提供了新的研究方向和技術(shù)方法。研究成果日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《美國化學(xué)會會志》上。

二氧化碳被認(rèn)為是加劇溫室效應(yīng)的主要來源，對其進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化是控制二氧化碳排放最具前景的技術(shù)。目前廣泛采取的催化轉(zhuǎn)化方法需要對二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行高溫加熱，盡管具有較高二氧化碳轉(zhuǎn)化率，但卻同樣增加能耗，并造成額外的二氧化碳排放。采用光催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，利用太陽能實(shí)現(xiàn)二氧化碳催化轉(zhuǎn)化被認(rèn)為是最為綠色的技術(shù)。

科研人員研究發(fā)現(xiàn)，包覆于氧化銦表面的碳層可促進(jìn)電子由催化劑向二氧化碳轉(zhuǎn)移，進(jìn)而顯著強(qiáng)化二氧化碳在催化劑上的吸附。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碳層可有效增強(qiáng)光生電荷分離效率，增加參與光催化反應(yīng)的光生電子數(shù)量。同時(shí)，包覆碳層后水分解生成的質(zhì)子更易于同二氧化碳反應(yīng)。從而實(shí)現(xiàn)了光催化二氧化碳轉(zhuǎn)化效率的大幅提升。

“這一成果使二氧化碳催化轉(zhuǎn)化可以直接在室溫下通過光照進(jìn)行，不需要再進(jìn)行高溫加熱?！迸嗽葡杞榻B，光催化轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物選擇性更明確，可以根據(jù)需要選擇直接轉(zhuǎn)化為純度較高的一氧化碳、甲烷或甲醇等高附加值化學(xué)品，直接加以利用。