南京大學研究實現將二氧化碳轉化為燃料

更新時間：2010-11-10 09:20 來源：科學網作者: 閱讀：580

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，將二氧化碳轉化為碳氫化合物燃料，這在利用光催化反應實現碳的循環利用方面具有積極的意義，相關研究結果發表在近期的《應用化學》（Angew.Chem.Int.Ed.）和《美國化學會志》（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境問題。如何探索有效地控制大氣中CO2的含量，引起了有關環境、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，成功地實現了將CO2轉化為碳氫化合物燃料。該研究成果發表在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構，從而極大地降低了電子和空穴的復合幾率，在CO2光還原轉化為碳氫化合物燃料反應中表現出較高的催化活性。該工作發表在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轉化為碳氫化合物燃料的效率是未來科學家奮斗的目標。

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