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叶金花/欧阳述昕ACB: “双剑合璧出奇迹”!光热催化协同促进CO加氢生成C2-C4烃2022-02-02

太阳能光驱动催化为太阳能转化为化学能提供了一种可行的方法,但很难通过单独的光催化或光热催化来最大化太阳能的转化效率。

基于此,天津大学叶金花华中师范大学欧阳述昕等构建了一种相邻Co和Cu纳米颗粒共同负载在SrTiO3纳米颗粒上的催化剂,通过调节SrTiO3纳米颗粒上的Cu和Co纳米颗粒,可以实现太阳光诱导的增强光和热协同催化。

实验结果表明,SrTiO3、Co和Cu作为敏化剂充分吸收和有效转换全光谱太阳光,将光催化和光热效应结合起来,以驱动后续的催化过程。与Cu-Co/SrTiO3上单独进行的光催化CO甲烷化和热催化水煤气变换反应相比,光诱导增强的光和热协同催化可以实现高效的CO转化,以产生C2-C4碳氢化合物。

具体而言,优化的1.5Cu-2Co/STO在CO加氢生成C2-C4碳氢化合物中表现出高活性。与2Co/STO和1.5Cu/STO相比,TOC释放率为1.36 mmol g-1 h-1,C2-C4的选择性达到53.4%,分别增强了近1.5倍和17.2倍。

该工作表明,相邻纳米金属(Cu和Co纳米颗粒)共负载在半导体(SrTiO3上)的微观构型为活性组分积累光生电子和热量提供了的途径,这对于光致注入热电子和光载流子以协同增强光热催化的系统至关重要。

Solar Light-induced Injection of Hot Electrons and Photocarriers for Synergistically Enhanced Photothermocatalysis Over Cu-Co/SrTiO3 Catalyst Towards Boosting CO Hydrogenation Into C2-C4 Hydrocarbons. Applied Catalysis B: Environmental, 2022. DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121063