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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 雜誌(IF=54)發表了題為:Selective visible-light-driven photocatalytic CO2 reduction to CH4 mediated by atomically thin CuIn5S8 layers 的研究論文。 該研究開發了單原子層薄的的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(guang)還(hai)原(yuan)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)大(da)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)在(zai)保(bao)持(chi)高(gao)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)的(de)同(tong)時(shi)實(shi)現(xian)對(dui)單(dan)一(yi)產(chan)物(wu)的(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)。所(suo)以(yi)通(tong)過(guo)仔(zai)細(xi)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)設(she)計(ji)控(kong)製(zhi)在(zai)催(cui)化(hua)劑(ji)表(biao)麵(mian)上(shang)形(xing)成(cheng)的(de)反(fan)應(ying)中(zhong)間(jian)體(ti)是(shi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)。 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,這對於從二氧化碳(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。

這一技術發展成熟後,將為節能減排、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。
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