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合肥工业大学化学化工学院潘云祥教授课题组与中国科学技术大学和美国得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员合作,通过在氧化铟表面涂覆5纳米厚的碳层,成功开发出性能优越的新型二氧化碳转化光催化剂,为控制二氧化碳排放提供了新的研究方向和技术方法。研究结果最近发表在国际学术期刊《美国化学学会年鉴》上。
二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要来源,其催化转化是最有希望控制二氧化碳排放的技术。目前,广泛采用的催化转化方法需要对二氧化碳气体进行高温加热。尽管它的二氧化碳转化率很高,但它也增加了能源消耗,并导致额外的二氧化碳排放。光催化转化技术和太阳能被认为是实现二氧化碳催化转化的最绿色技术。
研究人员发现涂在氧化铟表面的碳层可以促进电子从催化剂转移到二氧化碳,从而显著增强二氧化碳在催化剂上的吸附。实验结果表明,碳层可以有效提高光生电荷分离效率,增加参与光催化反应的光生电子数量。同时,在涂覆碳层之后,由水分解产生的质子更容易与二氧化碳反应。从而大大提高光催化二氧化碳转化效率。
“这一成就使得二氧化碳的催化转化能够在室温下通过光照直接进行,而无需高温加热。”潘云祥介绍,光催化转化的产品选择性更明确,可根据需要直接转化为纯度更高的高附加值化学品,如一氧化碳、甲烷或甲醇,可直接利用。(记者吴长锋通讯员周辉)