![]() 2026年8月,安徽工业大学门户网站发布消息,该校分析测试中心辛志峰教授团队在二氧化碳还原光催化方向取得新进展,相关成果发表于国际化学期刊《Angewandte Chemie International Edition》,并入选VIP(Very Important Paper)论文。安徽工业大学为论文第一完成单位,辛志峰教授为第一通讯作者;华南师范大学博士后石景文与安徽工业大学化学与化工学院硕士研究生刘鹏、郑珊珊为共同第一作者,华南师范大学陈宜法教授、兰亚乾教授为共同通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金等项目的支持。 研究解决了什么问题光催化二氧化碳还原的产物此前多为C1化合物(如一氧化碳、甲烷、甲酸),制备乙醇等更高附加值的C2+产物面临三个难点:C1中间体难以被有效捕获和利用、C–C键偶联动力学缓慢、多电子还原过程中电荷分离效率不足。团队受自然光合作用启发,将具有超分子笼结构的Zn-TIPP与CdS纳米线耦合,构建Z型异质结,模拟叶绿体中基质与基粒的协同功能,借助超分子笼的空间限域效应与多活性位点协同催化,提升了C–C偶联效率与整体光催化性能。 实验结果与机理实验结果显示,Zn-TIPP/CdS异质结光催化剂在纯水体系、无任何牺牲剂条件下,实现了138.9 μmol g⁻¹ h⁻¹的乙醇产率和93%的选择性。团队通过同位素标记实验、原位红外光谱和理论计算证实乙醇来源于CO2还原与水氧化的耦合反应,并揭示了CO2逐步转化为乙醇的路径:CO2 → *COOH → *CO → *CHO → *CH2OH → 乙醇。催化剂五次循环测试后活性无明显下降。 意义与展望该研究为人工光合作用制备高附加值燃料提供了新的设计思路。原文表述中,这类仿生光催化剂被列为有望应用于高二氧化碳浓度环境的能源转化以及深空探索中的燃料供给方案,属于研究团队的规划与展望,该研究也为设计更多基于超分子笼的高效光催化体系奠定了理论基础。 信息来源:安徽工业大学门户网站 |