南京工业大学Hong-Qing, Zhou在Chemical Engineering Journal发表重要研究成果
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Chemical Engineering Journal
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Mesoporous TS-1 zeolite-confined metal oxides photocathode for efficient reduction of carbon dioxide to methanol
Liu H.; Zhou X.; Xu K.; Zhang H.; Wang H.; Zhou H.; Chen H.
Published：2024-06-01
DOI：10.1016/j.cej.2024.151483
研究背景
随着二氧化碳排放不断增加，环境问题日益严重，将二氧化碳转化为高附加值燃料已成为解决能源和环境危机的一种吸引人的途径。然而，目前研究领域仍存在许多问题，需要寻找更有效的方法来实现这一目标。
研究内容
最新研究发现，一种名为mesoporous TS-1(mTS-1) zeolite-confined metal oxides nanoclusters Cu-Bi@mTS-1的催化剂被开发出来，可有效进行二氧化碳的光电化学还原反应（PEC CO<sub>2</sub>RR）。该催化剂作为光阴极表现出很高的活性，实现了在-0.7 V vs. RHE时甲醇法拉第效率（FE<sub>CH3OH</sub>）达到93.4%。在PEC CO<sub>2</sub>RR过程中，还可以在较高电位下检测到C<sub>2</sub>产品乙醇。原位傅立叶变换红外光谱结果表明，在将二氧化碳转化为甲醇和乙醇的过程中发生了关键的反应中间体*CO、*CHO、*OCCO和*COCHO。研究认为，mTS-1的分级多孔结构有利于富集二氧化碳分子以增加反应物浓度，同时也可以通过光电协同作用促进碳-碳偶联。这项工作为通过多孔结构的约束效应合理设计光阴极提供了有利的参考。
研究意义
这一研究的创新之处在于发现了一种新型催化剂，可以有效地将二氧化碳转化为甲醇，为解决能源和环境危机提供了新的思路。通过多孔结构的约束效应，为光阴极的合理设计提供了重要参考，为未来研究和开发高效催化剂提供了启示。
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