我院李英宣课题组开发出高效光-热协同催化剂 实现空气中二氧化碳的捕获和转化

发布者:王帅普发布时间:2023-11-05浏览次数:225

哈工大全媒体(梁英爽 马维敏/图)近日,我院李英宣课题组开发出高效光-热协同催化剂,实现空气中二氧化碳(CO2)的捕获和转化,研究成果以《在铂负载镍基金属有机框架上运用双活性位点协同作用实现热辅助红外光催化转化大气中的CO2》(Synergistic Interplay of Dual-Active-Sites on Metallic Ni-MOFs Loaded with Pt for Thermal-Photocatalytic Conversionof Atmospheric CO2 under Infrared Light Irradiation)为题发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上。该串联催化方案减少了CO2分离、储存、运输和捕获介质再生中的高耗能环节,为推动CO2减排技术创新提供借鉴。

目前,人类活动产生的大部分CO2都直接排放到了大气中,导致大气中CO2的浓度由工业化前的百万分之280,升高至当前的百万分之416以上。直接将空气中的CO2转化为燃料或高值化学品是解决温室效应的有效途径之一。但由于空气中超低浓度的CO2难以吸附和活化,直接转化成本高且挑战性强。

受光合作用启发,在前期光-热协同催化还原CO2研究(曾发表于《自然通讯》和《德国应用化学》)基础上,李英宣课题组开发了多功能-铂负载镍基金属有机框架-光催化剂,不仅可选择性地从空气中捕获超低浓度的CO2 (吸附量达到0.987毫摩尔每克),而且还可将富集的CO2原位转化为高附加值的COCH4,在940纳米波长处的量子效率达到创纪录的9.57%,突破了红外光难以高效利用的局限。同时,该研究还深入探讨反应过程中光-热协同、铂-镍双位点协同作用的微观机制,为热辅助光催化还原CO2提供新思路。

哈工大为论文唯一通讯单位。我院博士研究生马维敏(与陕西科技大学联合培养)为论文第一作者。我院孙净雪副教授、李英宣教授为论文共同通讯作者。我院博士研究生姚舜禹、本科生王宇涛、陈刚教授,陕西科技大学樊国栋教授参与相关研究工作。

该研究获得国家自然科学基金项目和哈工大科研启动经费的支持。

据悉,该研究成果将在威立(Wiley)出版集团旗下威立化学Wiley Chem)微信公众号进行全面介绍。

论文链接:https://doi.org/10.1002/anie.202313784

 

-热协同催化转化空气中的CO2机理图



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