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通过乙醇处理将用于CO2资源回收的光催化剂活性提升至3.6倍!向实现碳中和循环迈出一大步

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摘   要:研究小组发现,在采用卟啉光催化剂将CO2转化为CO进行资源回收时,通过乙醇处理可以将催化活性提升至3.6倍。同时,通过反应条件下的光谱跟踪得知,其原因在于CO2与钴离子的有效反应。

关键字:卟啉光催化剂、CO2资源回收、乙醇处理、光催化剂、碳中和循环

 

 

研究背景

 

若能利用可再生能源将化石燃料燃烧产生的CO2重新转化为燃料,或进行回收利用,则可使排放的CO2等同于产生的资源,实现碳中和循环。本研究所关注的卟啉是直径约为1.5纳米的环形有机分子,其不仅存在于叶绿素中,参与植物的光合作用,还在生物体内促进氧化、转移电子,该成分也存在于维生素当中。卟啉作为将CO2人工转化为燃料和资源的光催化剂,已经受到了广泛的研究。然而,所有研究成果当中都显示出一个问题,即卟啉催化剂或卟啉复合催化剂的活性几个小时就会降低。

 

研究结果

 

该研究小组发现,将钴离子包含于卟啉分子的环中心,并将其与氧化钛复合,用于CO2光还原反应,可将CO2回收转化为CO。然而,该光催化剂的活性在反应测试9小时后还是下降至最初的12%。

 

在第一次光反应试验后,研究小组测试了几种不同的处理方法(氧处理、氢处理、大气中放置)以恢复光催化剂的活性,结果观察到,放置在大气中的钴-卟啉-氧化钛光催化剂的活性出现了部分恢复,恢复至第一次反应9小时后活性的1.54倍。研究发现这是由于光反应试验中被还原的氧化钛出现了再氧化。

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