光热催化CO2还原制甲酸研究进展
高慧敏1
荆洁颖2
李文英1
1.太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室,山西太原 0300242.太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室,山西太原 030024;山西浙大新材料与化工研究院,山西太原 030000
摘要：CO2资源化利用是实现"碳达峰碳中和"目标不可或缺的环节.将CO2催化转化为甲酸是一种有效且最为原子经济的路径,但因CO2热力学性质稳定,导致其不易活化,反应转化率低.为了在温和条件下得到更高的甲酸产率,将光催化与热催化结合.光热催化主要体现在光活化上,通过激发载流子,调控电子注入位置和吸附位点有效活化CO2,热能则增强反应物CO2的吸附、电荷转移和反应速率,激活热活性位点,结合光催化的低能耗、反应条件温和与热催化高效率的优势提高甲酸产率及选择性.目前,光热催化CO2还原制甲酸的主要挑战在于CO2固有的化学稳定性使得CO2转化率低、产物不可控、选择性差等.基于目前对光热催化CO2转化技术的需求,分别介绍了光催化、热催化、光热催化的原理、优势及存在的问题,重点从催化剂改性、反应条件、反应器选择方面综述了光热催化CO2还原制甲酸过程中提高CO2转化率和甲酸选择性的策略,其中重点探讨对于催化剂的改性,包括提高电子-空穴分离程度、调控暴露面比例以及提高CO2的吸附,并阐述了光热催化CO2还原制甲酸需重点攻克的问题.未来研究应综合考虑反应器选择与催化剂设计,通过反应条件的优化,实现高产率甲酸的生产以及光热催化大规模工业应用.
关键词：光热催化CO2还原甲酸反应条件光热催化剂光热反应器
分类号：TQ530(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022ZFJH004)国家重点研发计划(2022YFE0208400)山西浙大新材料与化工研究院研发资助项目(2021SX-FR002)
论文发表日期：2023-07-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 2760-2772 )
英文信息