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利用太陽能光催化過程,將溫室氣體二氧化碳轉化爲燃料,有望降低對化石燃料的依賴。光熱催化二氧化碳轉化是實現這一目標的潛在高效途徑,但是目前還亟需能夠更加有效收集和利用太陽能的光催化劑。

近日,功能納米與軟物質研究院張曉宏教授、何樂教授和多倫多大學Geoffrey A. Ozin教授團隊合作報道了一種“納米溫室效應”增強的新型催化劑結構,大幅提升了光熱轉換效率和光熱催化性能。該催化劑由多孔二氧化矽包裹的鎳納米顆粒組成 (Ni@p-SiO2),在光照條件下鎳顆粒迅速被加熱至較高的溫度,而二氧化矽殼層起到了類似于地球溫室氣體的作用,減少了鎳催化劑向周圍環境的熱輻射散熱,從而實現了極高的光熱效應。此外,二氧化矽殼層的空間限域效應還增強了鎳納米顆粒在高溫反應條件下的抗燒結和積碳能力,催化劑活性和壽命顯著提升。本工作揭示了影響光熱催化劑效率的新因素,爲高效光熱催化體系的設計提供了新的思路。該成果以“Greenhouse-inspired supra-photothermal CO2 catalysis”爲題發表在Nature Energy上。


 蘇州大學博士研究生蔡木錦、吳之怡以及博士後李曌是該文的共同第一作者。

本工作得到國家自然科學基金(51920105005, 51802208, 21902113, 51821002, 91833303)和江蘇省自然科學基金(BK20200101)的資助。

作者信息:Mujin Cai, Zhiyi Wu, Zhao Li, Lu Wang, Wei Sun, Athanasios A. Tountas, Chaoran Li, Shenghua Wang, Kai Feng, Ao-Bo Xu, Sanli Tang, Alexandra Tavasoli, Meiwen Peng, Wenxuan Liu, Amr S. Helmy, Le He*, Geoffrey A. Ozin*, Xiaohong Zhang*

文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41560-021-00867-w

張曉宏教授简介链接:http://funsom.suda.edu.cn/7f/8d/c2735a32653/page.htm

何樂教授简介链接:http://funsom.suda.edu.cn/7f/a4/c2735a32676/page.htm

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