光致热催化还原CO2制含碳化合物研究进展

张芳源; 高慧敏; 荆洁颖; 李文英

doi:10.16355/j.tyut.1007-9432.20240019

太原理工大学学报 ›› 2024, Vol. 55 ›› Issue (05) : 797 -814. DOI: 10.16355/j.tyut.1007-9432.20240019

光致热催化还原CO₂制含碳化合物研究进展

张芳源, 高慧敏, 荆洁颖, 李文英

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摘要

【目的】捕集二氧化碳并将其资源化利用是缓解温室效应和应对能源危机的一种途径。为了在更加温和的条件下促进反应的进行，借助光催化和热催化的优势，可以采用光热催化对CO₂进行还原，热能由光热材料（自热）或外部热源辅助加热产生。【方法】重点介绍了基于光热效应（自热）的光致热催化。【结果】目前，光致热催化还原CO₂制含碳化合物的主要问题在于CO₂的吸附、活化较为困难、产物选择性差、光热效应差等。概括了光致热催化的定义、原理、优势，重点从反应热力学、反应路径、影响光热效应的因素、催化剂改性方面对提升光致热催化还原CO₂反应性能的策略进行了分析总结。详细总结了影响光热效应的因素，包括催化剂的光响应范围、光照强度、催化剂的储热能力以及金属的等离子体共振效应。【结论】在未来的研究当中，应该重点关注利用光致热的热效应提升CO₂转化率以及产物选择性等方面的策略，通过调控催化剂的形貌以及反应路径来提高光热转化效率和产物选择性，进而实现光致热催化工业化应用。