在國家自然科學基金等項目的資助下,,南京大學鄒志剛課題組利用人工光合成反應,,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Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Soc. Chem.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,、化學等多學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合幾率,,在CO2光還原轉(zhuǎn)化為碳氫化合物燃料反應中表現(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范圍,,提高CO2轉(zhuǎn)化為碳氫化合物燃料的效率是未來科學家奮斗的目標,。(生物谷Bioon.com)