光催化CO₂还原：基础知识（二）

Question

如题所述

Answer 1

光催化CO₂还原：深度解析与进展

在探索可持续发展的碳中和道路上，光催化二氧化碳(CO₂)还原技术日益受到关注。其核心在于研发高效催化剂，优化反应条件，以及选择适宜的反应类型，以提升转化率和产物选择性。我们探讨以下几个关键领域：

催化剂与工艺优化：高效催化剂如银-修饰的TiO₂在Shi Run等人(2022)的研究中展现出了在水气界面的三相光催化作用，论文发表于Angewandte Chemie Int. Ed.
反应类型与效率：液相反应尽管具有高效率，但受CO₂溶解度限制；气相反应如Xie Shunji等人(2014)所报告，通过MgO和Pt协同的TiO₂，优先倾向于水参与的CO₂还原过程，见于ACS Catalysis。
传质与抑制析氢：固定床气相模式有助于提高扩散效率，同时通过设计抑制不必要的析氢反应，如Huang Ning-Yu等人(2021)的金属有机框架和光敏剂的结合策略。

设备与技术细节：例如，泊菲莱科技提供的在线测温气固相光催化反应器，结合Labsolar-6A系统，利用高硼硅玻璃材质和石英滤膜，提供118 mL的反应空间，温度范围覆盖0~600℃，具有极高的温度控制精度。

在选择光源时，如Kong Tingting等人(2020)所述，借鉴传统CO_x氢化经验，对光源的波长和强度有着至关重要的影响。同时，材料的表面缺陷工程，如Wang Ji-Chong等人(2021)对CsPbBr₃纳米晶的研究，也是提升光催化效率的关键手段。

然而，CO₂在水中的溶解度是影响液相反应效率的关键参数，如Carroll等人(1991)的研究揭示了这一特性，这对于优化反应条件至关重要。

综上所述，光催化CO₂还原是一个多维度的科研挑战，涉及催化剂设计、反应条件优化、传质机理和光化学过程的深入理解。随着科技的不断进步，我们期待更多突破性的研究成果推动这一领域的进展。