“通过太阳能能量的驱动，将二氧化碳转化为碳氢化合物燃料，这么做既可以生成满足能源需求的化学燃料，同时也能减少二氧化碳上升的水平，”在国际纳米材料结构中心，Jinhua Ye和其同事在其最新的报告中解释道。现在，该研究小组已经确定了通过二氧化碳最大限度生成碳氢化合物的条件和催化剂，生成率较之从前提高了十倍。
通过‘还原反应’将二氧化碳转化为一种碳氢化合物，这种还原反应是一种涉及到降低氧分子含量，增加氢含量或增加氢电子的反应。在光催化作用下的CO2还原反应中，光激活了反应中催化剂的作用。
Ye和其团队提出了四种方法，每一种都有助于提高反应速度。第一种方法，结合了两种已知的半导体光催化剂钛酸锶（STO）和二氧化钛（TiO2） ，它们通过光使电荷分离，因此是一种更高效的光催化剂。第二，基于纳米管的高比表面积等同于扩大了纳米管表面的孔径，而这能够增加气体和催化剂之间的接触，增强催化作用。第三，以金铜（ Au3Cu ）纳米粒子共催化剂修饰纳米管，以进一步增强催化作用，第四，他们使用水合联氨（N2H4•H2O）作为氢的来源。
虽然水合联氨用于储氢时，其氢的含量很高是众所周知的，但是在之前的研究报告中，还没有人将其应用与还原反应中。研究人员认为，水合联氨的还原性太强，以致于使助催化纳米颗粒的氧化作用完全失效，这是使用水或氢时存在的一个问题。
一种组合方法可以使二氧化碳制备碳氢化合物的产率十倍提高。A）扫描的电子显微镜图像，白色箭头指示管壁的孔； B）钛酸锶（STO）及二氧化钛（TiO2）共轴纳米管阵列的X射线衍射图； C）Au3Cu@STO/TiO2纳米管阵列的透射电子显微镜图像； D）高分辨率透射电子显微镜图像和Au3Cu纳米颗粒快速Fourier转变模式。
研究人员在其研究报告中的结论是， “这开启了一条提高光催化效率的可行路径，同样这也有助于光催化剂和共催化剂的发展。
来源：材料与测试
译者：兔子小光
译自www.nims.go.jp
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