全有机S型光催化剂

甲烷产率提升12倍

通过π-π堆叠构建大π离域体系，高效供给H*并与CO₂中间体耦合，显著促进多步加氢生成甲烷。

Xue J. · Qiurong, Li · Shuhan, Sun · Shilong, Feng · Hengrui, Jian · Li, Zhangfeng · 申倩倩 · Yan, Yuxing

Journal of Materials Science and Technology 2026

具体参数

CO产率

{'zh': '34.10', 'en': '34.10'} μmol g⁻¹ h⁻¹

CH₄产率

{'zh': '4.55', 'en': '4.55'} μmol g⁻¹ h⁻¹

CH₄产率提升倍数（对比纯CN）

{'zh': '12.3', 'en': '12.3'}

CH₄产率提升倍数（对比纯UPDI）

{'zh': '11.7', 'en': '11.7'}

技术优势

CH₄产率提升一个数量级

S型异质结保留高氧化能力的空穴用于水氧化产生H*，同时积累高能电子驱动中间体转化，大幅提升CH₄产率。

电荷分离效率高

π-π堆叠形成的大π电子离域通道为光生电子提供快速传输路径，S型异质结机制进一步分离电子-空穴对。

高效供给H*驱动加氢

高氧化能力的空穴加速水氧化，生成充足H*，与界面吸附的CO₂耦合形成*CHO中间体，经多步加氢生成CH₄。

应用场景

• CO₂光还原：高效将CO₂转化为CO和CH₄燃料，实现碳循环闭环。
• 人工光合作用：模拟光合作用，利用光催化将CO₂和水转化为燃料。
• 光催化剂设计：提供S型异质结与π-π堆叠协同设计策略。
• 太阳能燃料：以太阳能驱动生产可再生碳氢燃料，替代化石能源。