光催化科技前沿（一）

為給廣大科研（yán）工作者提供全新的行業動態和科研思路（lù），中（zhōng）教金源（yuán）會不定期推出科技前沿係列，將包括全新具有影響力的行業文獻匯總，各（gè）個研（yán）究（jiū）領域綜（zōng）述，實（shí）驗儀器方法使用總結。

參考文獻均為采用香蕉视频污视频產品發表（biǎo）的文章。

這是第（dì）一期文獻前（qián）沿匯總，包含了光電催化（huà），光催化還原（yuán）CO2，環境（jìng）吸附係（xì）列。

光電催化係列：

水裂解產氫是獲得清潔化氫能源的（de）重（chóng）要手段，光電化學水裂解雖然曆經數十年研究，仍然（rán）存在一係列問題。其中一個瓶頸問題就是，缺乏高效、穩定、廉價易得的光（guāng）電極（jí），無法同時滿足高效、穩定、低成本三大指標。

  有鑒於此，瑞士洛桑聯邦理工學院Michael Grätzel和Jingshan Luo團隊報道了（le）一（yī）種基於Cu2O納米（mǐ）線的廉價、高效、穩定的光電陰極。研究人（rén）員首先製備Cu2O納米線，然後同軸包裹Ga2O3納米線，構建包覆於內的p-n結，之（zhī）後通過ALD策（cè）略（luè）同軸包裹TiO2保（bǎo）護層，得（dé）到（dào）光電陰極材料。

  這種光電陰極可在整個可見光區高效捕（bǔ）獲太陽（yáng）光（超過600 nm），外部（bù）產氫量子產率接近80%。起始光電流超過+1V（vs RHE），光電流密度可達到10 mA cm-2（0 V，vs RHE）。

光催化還原CO2係列：

  甲（jiǎ）醇具有較高的體積能量密度，是重要（yào）的化工原料及能源載體，有望（wàng）在未來取代石（shí）油和（hé）天然（rán）氣等傳統化石燃料。熱催化二氧化碳加氫是（shì）工（gōng）業上製備甲醇的重要途徑（jìng）之一，為了實現較高的（de）選擇性和產率（lǜ），該熱催化反應必須（xū）在高壓條件下進行。常壓條件下高（gāo）效二氧化碳（tàn）加氫合成甲醇仍是一個巨大的挑戰。此外，如果能夠利用太陽光驅動該反應（yīng），將可再生太陽能轉化為化學能，儲存於甲醇中，對於解決能源危機和減緩溫（wēn）室效應具有重要的意義。然而，現有光催化材料（liào）常壓條件下催化二（èr）氧化碳（tàn）加氫合成（chéng）甲醇的產率還遠遠低於實際應用的需求。

  蘇州大學張曉宏教授團隊與多倫多大學Geoffrey Ozin教（jiāo）授團隊合作在光催化還原二氧化碳領域的新研究成果，首（shǒu）次報道了富缺陷棒狀氧化銦納米晶超結構能夠實（shí）現常壓（yā）條件下光催化二氧化碳加氫合成甲醇，其（qí）催化活性是已報道較高活（huó）性的120倍，並具有（yǒu）較高的選擇性（50%）和（hé）穩定性，為發展常（cháng）壓（yā）條件下光催化二氧化碳加氫合成（chéng）甲（jiǎ）醇（chún）的技術提供了新的思路。

文章信息：

Wang, L.; Ghoussoub, M.; Wang, H.; Shao, Y.; Sun, W.; Tountas, A. A.; Wood, T. E.; Li, H.; Loh, J. Y. Y.; Dong, Y.; Xia, M.; Li, Y.; Wang, S.; Jia, J.; Qiu, C.; Qian, C.; Kherani, N. P.; He, L.; Zhang, X.; Ozin, G. A., Photocatalytic Hydrogenation of Carbon Dioxide with High Selectivity to Methanol at Atmospheric Pressure. Joule.

環境吸附係列：

  NO2是非常常見的空氣汙染物。過去人們開發了很多材（cái）料，諸如分（fèn）子篩，介孔矽，金屬氧化物，活性炭（tàn）等，來吸附NO2，但（dàn）是這些材料對NO2吸附的能力有限，且NO2非常活潑，很容易與這些客體材料發生作用，進而發生不可逆的吸附作用。此外，對於NO2與客體材料（liào）表麵位點之間的相互作用以及納孔中NO2-NO2之間的相互作用，目前機理仍不明確，鮮有實驗證據。

    MOFs作為一種熱門的固體吸附劑，可以從空氣中分離水，從乙烯中分離乙炔等，但是目（mù）前（qián）還（hái）沒有報告研究MOFs對NO2的（de）等溫吸（xī）附。

本文報道（dào）的MFM-300(Al)材料，表現出前（qián）所未有的可逆吸附（fù）NO2的性能（néng）（常   溫常壓下最多可以吸附14.1 mmol g−1）。這種材料不論在幹燥潮還是濕條件下（xià），甚至是SO2和（hé）CO2存在的條（tiáo）件下，均可以高選（xuǎn）擇性（xìng）吸附NO2（5000 to <1 ppm）。吸附（fù）NO2的 MFM-300(Al) 材料可以在不損失結晶性和孔道結構的（de）前提下完全重生（shēng）。

文章信息：

Han, X.; Godfrey, H. G. W.; Briggs, L.; Davies, A. J.; Cheng, Y.; Daemen, L. L.; Sheveleva, A. M.; Tuna, F.; McInnes, E. J. L.; Sun, J.; Drathen, C.; George, M. W.; Ramirez-Cuesta, A. J.; Thomas, K. M.; Yang, S.; Schröder, M., Reversible adsorption of nitrogen dioxide within a robust porous metal–organic framework. Nature Materials 2018.