课程介绍
光催化 CO2 还原，又称为“人工光合成”，利用光催化材料将 CO2 还原为碳氢化合物(CH4、CH3OH 等)，能够实现从太阳能到化学能的直接转换和储存，被认为是能够从根本上解决世界能源短缺和环境污染问题的理想途径之一。其中，光催化材料的光生电荷分离效率低及 CO2 分子的化学惰性，是制约光催化 CO2还原效率不高的两个主要因素。通过调控晶体生长的动力学因素，可控合成出了具有规则单一{100}和{111}晶面的六面体、八面体 ZnSn(OH)6 以及不同比例{100}和{111}晶面共暴露的十四面体 ZnSn(OH)6。研究发现，十四面体单晶中的{111}和{100}晶面由于两不同晶面间的电势差，光生电子和空穴可有效地迁移至{111}和{100}晶面，实现了光生电荷的分离。此外，当十四面体 ZnSn(OH)6 的{111}和{100}晶面比例约为 1.0 时，具有最佳的光催化二氧化碳还原活性。DFT 计算表明，二氧化碳分子更易于在 ZnSn(OH)6 的{111}还原晶面上发生离解，这可能是由于{111}晶面具有比{100}晶面更大的表面羟基密度。
长沙市工商行政管理局