中美学者发现新型光催化剂可大幅提升二氧化碳排放控制水平

新华网 2017/3/30 18:38:00

新华社合肥3月30日电(记者 徐海涛)近期,合肥工业大学潘云翔教授课题组与中国科学技术大学、美国德克萨斯大学奥斯汀分校学者合作,通过在氧化铟表面包覆厚度为5纳米的碳层,成功研制出一种新型二氧化碳转化光催化剂,可在室温下通过光照进行转化,为控制碳排放提供了新的技术方法。国际学术期刊《美国化学会会志》日前发表了该成果。

二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要来源,对其进行催化转化是控制碳排放最具前景的技术,但目前广泛采取的方法需要对二氧化碳气体进行高温加热,同样增加能耗并造成碳排放。利用太阳能实现二氧化碳催化转化被认为是最绿色的技术,但此前的技术方案存在效率低等瓶颈。

近期,合肥工业大学潘云翔教授课题组与中国科学技术大学、美国德克萨斯大学奥斯汀分校的科研人员合作研究,他们发现包覆于氧化铟表面的碳层可促进电子由催化剂向二氧化碳转移,进而显著强化二氧化碳在催化剂上的吸附。实验结果表明,碳层可有效增强光生电荷分离效率,增加参与光催化反应的光生电子数量。同时,包覆碳层后,水分解生成的质子更易于同二氧化碳反应,从而实现了光催化二氧化碳转化效率的大幅提升。

“这一成果使得二氧化碳催化转化可以直接在室温下通过光照进行,不需要再进行高温加热。”潘云翔介绍说。同时,光催化转化的产物选择性更加精准,可以根据需要选择转化为纯度较高的一氧化碳、甲烷或甲醇等高附加值化学品,直接加以利用。

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