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光电催化二氧化碳还原研究进展

Progress in Photoelectrocatalytic Reduction of Carbon Dioxide

作     者:周威 郭君康 申升 潘金波 唐杰 陈浪 区泽堂 尹双凤 Wei Zhou;Jun-Kang Guo;Sheng Shen;Jinbo Pan;Jie Tang;Lang Chen;Chak-Tong Au;Shuang-Feng Yin

作者机构:湖南大学化学化工学院化学/生物传感与化学计量学国家重点实验室化石能源低碳化高效利用湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南工程学院化学与化学工程学院湖南湘潭411104 

出 版 物:《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期:2020年第36卷第3期

页      面:71-81页

核心收录:

学科分类:081704[工学-应用化学] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基  金:国家自然科学基金(21725602,21476065,21671062,21776064) 湖南省创新研究群体(2019JJ10001) 湖南省研究生科研创新项目(CX2018B193)资助项目 

主  题:光电催化 CO2还原 光吸收 载流子分离 界面反应 

摘      要:CO2是最常见的化合物,作为潜在的碳一资源,可用于制备多种高附加值的化学品,如一氧化碳、甲烷、甲醇、甲酸等。传统的热催化转化CO2方法能耗高,反应条件苛刻。因此,如何在温和条件下高效地将CO2转化成高附加值的化学品,一直以来是催化领域的研究热点和难点之一。光催化技术反应条件温和、绿色环保。然而,纯光催化反应普遍存在太阳能利用效率有限,光生载流子分离效率低等问题。针对上述问题,在光催化的基础上引入电催化,可以提高载流子的分离效率,在较低的过电位下,实现多电子、质子向CO2转移,从而提高催化反应效率。总之,光电催化技术可以结合光催化和电催化的优势,提高CO2催化还原反应效率,为清洁、绿色利用CO2提供了一种新方法。本文依据光电催化CO2还原反应基本过程,从光吸收、载流子分离和界面反应等三个角度综述了光电催化反应的基本强化策略,并对未来可能的研究方向进行了展望。

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