核壳结构Cu2O基催化剂将CO2高选择性还原为CH4的研究

##二氧化碳(CO2)的大量排放已造成了严重的环境污染与生态失衡等问题,如温室效应、全球变暖、气候异常等。在"碳中和"的背景下,如何减少CO2 排放、有效利用现有CO2 已经成为研究人员重点关注的问题。研究发现,将CO2转化为有价值的小分子化学品具有无二次污染、可持续且经济效益高的特点,被认为是目前缓解环境危机的最佳方法。本研究使用简单地浸渍-煅烧法,制备得到无贵金属的Cu2O@MgO八面体核壳结构光催化剂,该材料具有较高的CO2吸附量和丰富的反应活性位点,且核壳结构的设计可以有效避免Cu2O被光腐蚀的缺点。在光照 4 h的条件下,Cu2O@MgO对CO2的转化率为 97.5%,CH4生成速率高达 46.1 μmol g-1 h-1,选择性为 86.8%。此外,使用DFT计算对Cu2O@MgO还原CO2的反应路径进行解析,证明了 CO*中间体的质子化在选择性光催化 CO2 还原为 CH4 中起着重要作用。本工作为制备用于CO2还原和利用的光催化材料提供了新思路。