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選擇性可見光可幫助將二氧化碳催化成天然氣

發(fā)布時間：2019-07-30   發(fā)布人：互聯網

7月22日，中國科學技術大學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。

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

CO2光還原通常會產生大量副產物，因此CO2光還原的一個重大挑戰(zhàn)是在保持高轉換效率的同時實現對單一產物的選擇性。所以通過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，這對于從二氧化碳(CO2)光催化還原生產甲烷(CH4)具有高度選擇性。因為Cu-In雙位點形成高度穩(wěn)定的Cu-C-O-In中間體是決定選擇性的關鍵特征。

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

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