全球气候变化和环境问题促使许多国家发布碳排放峰值和碳中和目标。将二氧化碳转化为有价值化学品，对于实现这些目标至关重要。CO2加氢制甲烷（Sabatier反应，CO2 + 4H2→ CH4 + 2H2O ΔH298k= − 164.9kJ⋅mol−1）因其副产品少、转化率高、成本低，被认为是最佳方法。然而，传统热催化系统的高能输入可能导致催化剂团聚和失活。因此，开发低能耗、温和反应条件的二氧化碳甲烷化方法至关重要。

近日，《应用催化B》在线发表了石河子大学于锋教授（点击查看介绍）团队在光热催化CO2还原领域的最新研究成果。该团队制备了一种含氧空位的Ni基催化剂，探讨了其在光热协同催化CO2加氢甲烷化过程中的机理。研究表明，氧空位赋予催化剂丰富的碱性位点，促进CO2的吸附和活化；同时，能够减小带宽，增加光吸收能力。氧空位与镍簇共俘获电子，能够显著降低电子-空穴复合速率，使更多电子参与催化反应。这些发现为开发CO2的转化利用提供了新的策略。

图1. 催化剂的形貌特征

图2. 催化剂的结构和光电性能特征

图3. 光热催化CO2甲烷化性能

图4. 光热催化CO2甲烷化反应机理

相关论文发表在Applied Catalysis B: Environment and Energy 期刊上，第一作者为石河子大学化学化工学院硕士研究生李涵、博士生唐赢，通讯作者为于锋教授。

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Vacancy-enhanced photothermal activation for CO2 methanation on Ni/SrTiO3 catalysts

Han Li#, Ying Tang#, Wenxia Yan, Minmin Liu, Zijun Wang, Jiangbing Li, Feng Yu*

Appl. Catal. B Environ. Energy, 2024, 357, 124346, DOI: 10.1016/j.apcatb.2024.124346

导师介绍

于锋

https://www.x-mol.com/groups/yu_feng