南大金钟Nano Letters：Rh/Al光热催化CO2还原，选择性接近100%

2023年10月10日下午7:38 • 顶刊解读

太阳能CO₂转化是实现碳中和的一种有前途的绿色和可持续方法。然而，用于有效还原CO₂的广谱阳光驱动催化系统的合理设计是一个巨大的挑战。

因此，南京大学金钟团队报道了一种铑/铝(Rh/Al)纳米光热催化剂，该催化剂可以利用广谱太阳光(从紫外到近红外区域)进行高效的CO₂甲烷化。

Rh和紧密堆积的Al纳米结构相结合构建了Rh/Al纳米光催化剂，其中Rh为CO₂甲烷化提供了丰富的活性位点，铝纳米结构的强LSPR效应可以将太阳能转化为热电子，产生高表面温度和强局部电场以激活吸附的反应物。

在太阳光照射下(11.3 W cm^-2)，产CH₄的速率达到550 mmol g^-1 h^-1，并且在光谱太阳光照射下CH₄选择性达到100%。

一系列波长相关的控制实验证明，Al纳米结构可以吸收并将入射阳光从紫外区转换到近红外区(300 nm-1000 nm)，产生高达70℃的强表面温度场，从而有效地促进光热CO₂还原并大大提高CH₄选择性和生产速率。

此外，科研人员还证明了由Rh/Al催化剂驱动的光热CO₂甲烷化是一种温度依赖性多步CO为关键中间体的还原反应。

Rh/Al Nanoantenna Photothermal Catalyst for Wide-Spectrum Solar-Driven CO₂ Methanation with Nearly 100% Selectivity. Nano Letters, 2021. DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03215

南大金钟Nano Letters：Rh/Al光热催化CO2还原，选择性接近100%

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