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          南開大學研究團隊生態地球化學領域獲重要突破
          來源: 發稿時間:2019-09-22 20:06

            南開新聞網訊(記者 吳軍輝)近日,南開大學環境科學與工程學院周啟星教授帶領長江學者團隊與加拿大多倫多大學Geoffrey A. Ozin教授團隊等合作,在國際學術期刊《自然·催化》(Nature Catalysis)上報道了一種利用具有混合氧化價態面的氧化亞銅納米立方體高效異相光催化還原CO2的方法,實現了在生態地球化學領域新的研究方向的突破。該研究成果,對于石油、煤炭等不可再生能源資源開發和碳的生態地球化學循環及溫室效益的解決具有重要意義。

            該研究的重點在于,通過合成表面由混合氧化價態銅(Cu(I), Cu(II))、氧空位[O]和羥基組成的氧化亞銅納米立方體,進而提出了一種嶄新的光催化還原CO2的方法。結果顯示,在LED連續流反應器中,CF-Cu2O納米立方體的CO產率最高可達159.3 mmol/(gcat · h),同時能夠長效穩定運行約60 h??梢?,該氧化亞銅納米立方體不僅能夠高效地催化還原CO2,更實現了Cu2O歧化反應的可逆,保證了催化劑的穩定性,使得Cu2O作為光催化劑重新出現在人們的視野,成為一種非常有潛力的還原轉化CO2的光催化劑。

            聯合研究團隊進一步探索發現,這種具有氧化還原活性的表面受阻Lewis酸堿對的氧化亞銅納米立方體的形成機理極為復雜,需要經過酸溶解釋放Cuà Cu+與Cl-、H+絡合形成絡合物HxCuCl1+x àCuCl 析出及CuCl納米立方體形成 à CuCl納米立方體水解生成Cu2O納米立方體 à Cu2O納米立方體進一步氧化及羥基化成為最終的CF-Cu2O納米立方體的諸多步驟化學反應。

            南開大學環境科學與工程學院博士生萬麗麗為論文第一作者。周啟星為論文第二作者和第一通訊作者。其他作者還包括周啟星教授團隊的王鑫、李田,以及浙江大學孫威研究員及其團隊等。

            論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41929-019-0338-z

          編輯:聶際慈

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