朱嘉/朱斌Nat. Commun.：具有最小热发射的光选择性催化剂设计以促进光热催化

催化计 · 公众号 · · 2024-09-01 19:55

正文

光催化群-2： 927909706

光能转化为燃料被视为减少对化石燃料依赖的有吸引力的途径。在这种背景下，通过将光子转化为热量来驱动催化反应的光热催化是一种非常有前途的方法。光热催化性能主要由三个关键因素决定：最大化的太阳能吸收、最小化的热发射和催化剂的优良催化性能。然而，以往的研究主要集中于提高太阳能吸收和催化剂性能，而在很大程度上忽略了对热发射的优化。

基于此， 南京大学 Jia Zhu 和 Bin Zhu 等人 开发了一种光选择性催化剂设计 Ti ₃ C ₂ Tₓ Janus 结构，该设计能够同时实现最小化热发射、最大化太阳能吸收和优良的催化活性，从而实现了出色的光热催化性能。在应用于 Sabatier 反应和逆水煤气反应（ RWGS ）作为演示时，光选择性催化剂通过减少催化剂的热发射提高了大约 300% 的催化活性。

本文要点

要点1. 研究展示了光选择性催化剂设计能够实现最小化热发射和最大化太阳能吸收，从而提高光热催化性能。

要点2. 研究表明，在 Sabatier 反应和逆水煤气反应中，所设计的光选择性催化剂显著提高了催化活性，达到了 2 W cm ⁻ ² 光强度下的 3317.2 mmol gRu ⁻ ¹h ⁻ ¹ 的 CO ₂ 甲烷化产率，创造了无活性载体催化剂的性能记录。

Yang, Z., Wu, ZY., Lin, Z. et al. Optically selective catalyst design with minimized thermal emission for facilitating photothermal catalysis. Nat Commun 15, 7599 (2024).

DOI：10.1038/s41467-024-51896-4
https://doi.org/10.1038/s41467-024-51896-4

电催化讨论群-1： 529627044

光催化群-2： 927909706

均相催化与酶催化群-2： 929342001

纳米催化群-1： 256363607

多孔材料群-2： 813094255

理论计算群-2： 863569400