編號(hào)：FTJS10118
篇名：光熱催化CO2還原制甲酸研究進(jìn)展
作者：高慧敏 荊潔穎 李文英
關(guān)鍵詞： 光熱催化 CO2還原 甲酸 反應(yīng)條件 光熱催化劑 光熱反應(yīng)器
機(jī)構(gòu)： 太原理工大學(xué)省部共建煤基能源清潔高效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山西浙大新材料與化工研究院
摘要： CO2資源化利用是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)不可或缺的環(huán)節(jié)。將CO2催化轉(zhuǎn)化為甲酸是一種有效且最為原子經(jīng)濟(jì)的路徑,但因CO2熱力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,導(dǎo)致其不易活化,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低。為了在溫和條件下得到更高的甲酸產(chǎn)率,將光催化與熱催化結(jié)合。光熱催化主要體現(xiàn)在光活化上,通過激發(fā)載流子,調(diào)控電子注入位置和吸附位點(diǎn)有效活化CO2,熱能則增強(qiáng)反應(yīng)物CO2的吸附、電荷轉(zhuǎn)移和反應(yīng)速率,激活熱活性位點(diǎn),結(jié)合光催化的低能耗、反應(yīng)條件溫和與熱催化高效率的優(yōu)勢(shì)提高甲酸產(chǎn)率及選擇性。目前,光熱催化CO2還原制甲酸的主要挑戰(zhàn)在于CO2固有的化學(xué)穩(wěn)定性使得CO2轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)物不可控、選擇性差等�；谀壳皩�(duì)光熱催化CO2轉(zhuǎn)化技術(shù)的需求,分別介紹了光催化、熱催化、光熱催化的原理、優(yōu)勢(shì)及存在的問題,重點(diǎn)從催化劑改性、反應(yīng)條件、反應(yīng)器選擇方面綜述了光熱催化CO2還原制甲酸過程中提高CO2轉(zhuǎn)化率和甲酸選擇性的策略,其中重點(diǎn)探討對(duì)于催化劑的改性,包括提高電子-空穴分離程度、調(diào)控暴露面比例以及提高CO2的吸附,并闡述了光熱催化CO2還原制甲酸需重點(diǎn)攻克的問題。未來研究應(yīng)綜合考慮反應(yīng)器選擇與催化劑設(shè)計(jì),通過反應(yīng)條件的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)率甲酸的生產(chǎn)以及光熱催化大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
