g-C₃N₄范德华异质结

串联催化CO₂制甲烷

通过空间分离的协同还原中心，首次在无牺牲剂条件下实现高选择性串联光催化CO₂甲烷化。

Wu, Xi · Ruiyu, Zhong · Xudong, Lv · 胡卓锋 · 夏德华 · 李传浩 · Song B. · Liu, Shengwei

Applied Catalysis B: Environmental 2023

具体参数

CH₄选择性

{'zh': '90.2', 'en': '90.2'} %

CH₄释放速率

{'zh': '11.79', 'en': '11.79'} µmol g⁻¹ h⁻¹

技术优势

选择性极高

90.2%的CH₄选择性源于空间分离的协同还原中心，将CO₂活化与加氢步骤分开，避免副反应。

无需牺牲剂

反应在无牺牲剂条件下进行，以水为质子源，更贴近实际应用。

串联路径高效

CO₂在边缘NHₓ位点活化为*CO中间体，随后在Pt位点加氢生成CH₄，双位点协同避免中间体脱附。

应用场景

• 光催化CO₂还原：以水为质子源，无牺牲剂下高效转化CO₂为燃料。
• 光催化甲烷化：双位点串联路径实现高选择性CH₄生成。
• 碳基异质结催化剂：强耦合vdW异质结提供空间分离的协同活性中心。
• 太阳能燃料：太阳能驱动下将CO₂直接转化为可存储的CH₄燃料。
• 氮化碳纳米材料：K⁺插层结晶g-C₃N₄纳米棒提供各向异性电荷传输。