中美學(xué)者發(fā)現(xiàn)新型光催化劑可大幅提升二氧化碳排放控制水平

近期，合肥工業(yè)大學(xué)潘云翔教授課題組與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校學(xué)者合作，通過在氧化銦表面包覆厚度為5納米的碳層，成功研制出一種新型二氧化碳轉(zhuǎn)化光催化劑，可在室溫下通過光照進(jìn)行轉(zhuǎn)化，為控制碳排放提供了新的技術(shù)方法。國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)志》日前發(fā)表了該成果。

二氧化碳被認(rèn)為是加劇溫室效應(yīng)的主要來源，對(duì)其進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化是控制碳排放最具前景的技術(shù)，但目前廣泛采取的方法需要對(duì)二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行高溫加熱，同樣增加能耗并造成碳排放。利用太陽能實(shí)現(xiàn)二氧化碳催化轉(zhuǎn)化被認(rèn)為是最綠色的技術(shù)，但此前的技術(shù)方案存在效率低等瓶頸。

近期，合肥工業(yè)大學(xué)潘云翔教授課題組與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科研人員合作研究，他們發(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。

“這一成果使得二氧化碳催化轉(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說。同時(shí)，光催化轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物選擇性更加精準(zhǔn)，可以根據(jù)需要選擇轉(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。