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硅基光子晶体载体上RuO2纳米结构催化高效CO2光转换

2018.3.01

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  CO2在与H2相互反应的[Ru(110)]-1表面吸附的示意图

  CO2的阳光驱动催化加氢是产生有用化学品和燃料的重要反应,如果在工业规模下运行,可以减少温室气体向大气中的二氧化碳排放。近日,加拿大多伦多大学Geoffrey A. Ozin教授(通讯作者)介绍了在三维硅基光子晶体载体上高分散的纳米结构的RuO2催化剂上的CO2的光催化作用,在高强度太阳模拟辐照的环境温度下实现高达4.4mmol gcat-1h-1的的转化率。这种性能比在硅晶片上由纳米结构的RuO2制成的对照样品所获得的光催化速率大一个数量级。硅基光子晶体在整个太阳光谱波长范围内的高吸收和独特的集光性质,加上其大的表面积,被认为是导致RuO2光催化剂的高甲烷化率的原因。CO2与H2反应的密度泛函理论研究揭示了H2在RuO2表面分解形成羟基,参与整个光化过程。

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