人工光合成太阳燃料研�I�取得新�q�展

发布旉��Q?018-11-07 ��览�ơ数�Q?script>_showDynClicks("wbnews", 1367982545, 3125)

�q�日�Q�中�U�院大连化物所催化基础国家重点实验室太阌��研究部李灉K��士与��州大学化学学院王��A�l�教授课题组合作发展了一�U�固态Z-机制复合光催化剂�Q�在可见光下��H2O和CO2高效转化为甲��P��天然气）�Q�实��C��太阳能�h工光合成燃料�q�程�Q�文章在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.�Q�上发表�?nbsp;

人工光合成太阳燃料指利用太阳能等可再生能源通过光催化、光电催化或电催化将水和二氧化碳转化为化学燃料的�q�程�Q�该�q�程模拟自然光合作用�Q�是人类从根本上解决能源和环境问题的途径之一�Q�也是科学界圣杯式的��N��Q�面临巨大的挑战�?nbsp;

人工光合成太阳燃料过�E�有若干反应�Q�其中，太阳�?CO2+2H2O→CH4+2O2为涉�?个电子的多步反应�Q�是最��h��战性的一个反应�?nbsp;

��水计量地氧化�ؓ氧气�Q�或�q�氧化氢�Q��ƈ同时��二氧化��高效还原�ؓ甲烷的光催化�q�程才是实现真正意义上的太阳能到化学能的转化�?nbsp;

针对�q�一��N��Q�研�I��h员用�U�米�Ӟ��3D-SiC�Q�和二维�U�米片（2D-MoS2�Q�通过静电�l�装技术构�{�出了一�U�万寿菊型纳�c��Q�其��h��二型异质�l�和Z-scheme半导体构型。这�U?D-SiC@2D-MoS2催化剂在可见光照��下表现出高�?23μLg-1h-1的甲烷��率和620μLg-1h-1氧气释放量，�?00nm光照下，甲烷的光转化产率辑ֈ�1.75%。这是目前报道的可见光下CO2用纯水全�q�原反应的最高��率。详�l�的产物分布分析和同位素�C��{�实验和机理研究表明�Q�伴随着H2O的氧化，CO2在光催化剂上依照CO2�?HCOOH�?HCHO�?CH3OH�?CH4的加氢途径逐步被还原�ؓ甲烷。值得指出的是�Q�这个研�I�过�E�中可检��到化学计量比例的氧气和甲烷�Q�氧�?甲烷摩尔比接�q?�Q�，同位素实验也��认了化学计量氧的生成�?nbsp;

团队研究成果�Q�对于学术界理解和进行�h工光合成��h��重要借鉴意义�Q�也��Z�h工光合成太阳燃料提供了一条新的途径�?/span>

摘自�U�学�|�：http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2018103010444585747668.shtm?id=47668

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