南京大學(xué)研究實現(xiàn)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料
在國家自然科學(xué)基金等項目的資助下，南京大學(xué)鄒志剛課題組利用人工光合成反應(yīng)，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳氫化合物燃料，這在利用光催化反應(yīng)實現(xiàn)碳的循環(huán)利用方面具有積極的意義，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期的《應(yīng)用化學(xué)》（Angew.Chem.Int.Ed.）和《美國化學(xué)會志》（J.Am.Chem.Soc.）雜志上。
近年來，二氧化碳在地球大氣中的含量不斷增加，已成為一個嚴重的全球性環(huán)境問題。如何探索有效地控制大氣中CO2的含量，引起了有關(guān)環(huán)境、材料、化學(xué)等多學(xué)科研究工作者的極大興趣。一種可能的解決方法是在常溫常壓下，利用光催化材料將CO2高效轉(zhuǎn)化為碳氫化合物，如甲烷等碳氫化合物燃料，即CO2+H2O→CH4+O2。
南京大學(xué)鄒志剛課題組及其合作者，利用介孔NaGaO2膠體為模板，通過離子交換方法，在室溫下成功合成出了ZnGa2O4介孔光催化材料。將介孔ZnGa2O4用于CO2的光還原，成功地實現(xiàn)了將CO2轉(zhuǎn)化為碳氫化合物燃料。該研究成果發(fā)表在Angew.Chem.Int.Ed.(Vol.49,6400-6404,2010)上。
該課題組還采用溶劑熱法，合成出數(shù)百微米長、厚度僅為~7nm（相當于5個晶胞厚度）、長/徑比高達10,000的Zn2GeO4單晶納米帶。由于Zn2GeO4具有一維單晶納米結(jié)構(gòu)，從而極大地降低了電子和空穴的復(fù)合幾率，在CO2光還原轉(zhuǎn)化為碳氫化合物燃料反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的催化活性。該工作發(fā)表在J.Am.Chem.Soc.（Vol.132,14385–14387,2010）上。
拓寬光催化材料的光響應(yīng)范圍，提高CO2轉(zhuǎn)化為碳氫化合物燃料的效率是未來科學(xué)家奮斗的目標。
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