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選擇性可見(jiàn)光可幫助將二氧化碳催化成天然氣

發(fā)布時(shí)間：2019-07-30   發(fā)布人：互聯(lián)網(wǎng)

7月22日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)孫永福和謝毅團隊在 Nature 子刊 Nature Energy 雜志(IF=54)發(fā)表了題為：Selective visible-light-drivenphotocatalytic CO2 reduction to CH4 mediated by atomically thin CuIn5S8 layers 的研究論文。

該研究開(kāi)發(fā)了單原子層薄的的CuIn5S8層催化劑，通過(guò)選擇性可見(jiàn)光的驅動(dòng)，成功將二氧化碳(CO2)光催化還原生產(chǎn)甲烷(天然氣/CH4)，且催化產(chǎn)物產(chǎn)物單一性接近100%。

CO2光還原通常會(huì )產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，因此CO2光還原的一個(gè)重大挑戰是在保持高轉換效率的同時(shí)實(shí)現對單一產(chǎn)物的選擇性。所以通過(guò)仔細的催化劑設計控制在催化劑表面上形成的反應中間體是至關(guān)重要的。

在這項研究中，研究人員設計了，單原子層薄的的CuIn5S8層，其中含有富含電荷的Cu-In雙重位點(diǎn)，這對于從二氧化碳(CO2)光催化還原生產(chǎn)甲烷(CH4)具有高度選擇性。因為Cu-In雙位點(diǎn)形成高度穩定的Cu-C-O-In中間體是決定選擇性的關(guān)鍵特征。

單原子層CuIn5S8對可見(jiàn)光驅動(dòng)的CO2還原為CH4的選擇性接近100%，速率達到8.7μmol/g/h。

這一技術(shù)發(fā)展成熟后，將為節能減排、緩解全球變暖，以及減少人類(lèi)對化石能源的依賴(lài)等找到新的解決方式。