铜离子价态对铜基催化剂光/电催化CO2 还原性能影响的研究进展

• 作者: 周怡璇 马丹丹 石建稳 西安交通大学电气工程学院新型储能与能量转换纳米材料研究中心
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: CO2还原 铜基催化剂 形貌 元素掺杂 复合
• 年，卷（期）: 2023,（4）
• 页码范围: 15-28
• 页数: 14页
• 语种: 中文

摘要

在双碳目标下，实现CO2光/电催化还原是缓解温室效应和提高碳资源利用率的一种前瞻性策略。然而，由于涉及多质子耦合的电子转移、碳碳偶联和氢化等过程，提高CO2还原反应的转化产率和对单一产物的选择性仍然面临着重大的挑战。由于Cu与CO具有良好的结合能，因此铜基催化剂在提升CO2的还原效率方面极具应用前景。本文以纳米级铜基催化剂为切入点，讨论不同价态的铜离子作光/电催化剂时，催化剂形貌、元素掺杂、与其他材料复合对CO2还原过程的影响，着重论述目前研究中不同形貌、掺杂元素和复合催化剂在反应过程中对含Cu2+,Cu+,Cu0三种铜离子的催化作用，以及对还原产物的选择性和相应的法拉第效率的影响，最后对铜基催化剂未来的研究重点提出一些建议，包括Cu离子价态对生成多碳产物的机理分析、高效且有单一选择性的催化剂制备、采用先进技术进行产物种类调控。