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余颖教授课题组在铜基催化剂用于光催化还原二氧化碳研究领域取得系列进展-华大在线_华中师大新闻网

时间: 2019-10-07 17:19:09

华大在线讯(通讯员 淦丽霞)我校物理科学与技术学院余颖教授课题组近几年在铜基催化剂用于光催化还原二氧化碳 (CO2)的研究领域取得了一系列重要进展。

目前,全球的能源消耗主要依赖于煤、石油和天然气等化石能源,然而大量使用化石燃排放出的CO2等温室气体极大地制约了人类社会的可持续发展。将CO2转化为可利用的化学能源从而构建一个绿色的“碳循环”系统,是解决这一问题的良策,也是国际前沿的热点研究方向之一。

氧化亚铜(Cu2O)虽然是一种有前景的光催化还原CO2催化剂,但是也拥有两个突出的缺点:一是导电性比较差,严重影响其光催化活性;二是在光催化过程中其自身易被氧化或还原,导致稳定性很差。为改善该催化剂在光催化过程中的活性和稳定性,2016年,余颖教授课题组提出了一种简单的碳层包覆策略成功地解决了Cu2O在光催化过程中稳定性和活性差的缺点。该工作为设计高活性和稳定性的光催化剂材料提供了思路。相关工作发表于美国化学会催化领域顶级期刊ACS Catalysis(2016, 6: 6444)(影响因子11.384)上,已被引用56次。

然而,单一光催化剂实现可见光同时驱动CO2还原为化学燃料(CO2RR)和氧化水产生氧气或者H2O2(OER)仍非常有挑战性。最近,余颖教授课题组提出了一种简单的Cl离子掺杂策略实现了Cu2O可见光下同时高效催化还原CO2和氧化水,相关工作于近期发表在国际能源顶级期刊Nano Energy(2019, 60: 576)(影响因子13.12)上。

铜基催化剂用于光催化还原CO2的另一代表是Cu纳米颗粒。余颖教授课题组将Cu纳米颗粒沉积在C3N4纳米片,构筑了两者的复合结构用于光催化CO2RR。相关工作于2018年发表在中科院一区期刊Applied Surface Science(2018, 427: 1165)上,已被引用21次(ESI高被引论文)。

以上研究工作由课题组培养的余罗博士、巴鑫博士以及施国栋硕士完成,邱明副教授参与了其中的理论计算工作,也得到了国家自然科学基金(项目编号:51872108和21573085)和我校中央高校基本科研业务费(项目编号:CCNU18TS034和CCNU15ZD007)的资助。