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美国杜克大学开发了一种光驱动反应可以将二氧化碳转变为燃料

2017-02-27 250浏览 标签: 美国二氧化碳

2017年2月23日,美国杜克大学宣布已经开发出一种微小的纳米粒子,能够对利用紫外光作为能量来源将二氧化碳转变为甲烷的过程提供帮助。

发现这种可以在紫外光下催化这样重要的反应的催化剂后,现在研究团队希望能够开发一种更强大的催化剂使得该反应能够在阳光下进行。

化学家们一直以来都在寻找一种高效、光驱动的催化剂以便进行这种固碳反应,该反应能够通过将二氧化碳转变为甲烷而降低大气中二氧化碳的增长速度。甲烷本身就是一种燃料,同时也可以转化成其他更高级的燃料。

该项研究中,研究人员使用了铑纳米颗粒。他们发现铑纳米颗粒在被光照射后不但催化效率更高,而且具有极强的生成甲烷的倾向而不是生成甲烷与其他副产物(例如一氧化碳)组成的混合物。研究人员认为这种光驱动催化剂的强烈“选择性”有可能能够扩展到其他重要的化学反应中。

杜克大学的George B. Geller化学教授Jie Liu说:“能够用光去影响特定的反应路径这一事实十分令人激动,这一发现将会切实地推动对于催化的理解。”

美国红石兵工厂陆军航空与导弹研发中心(Army's Aviation and Missile RD&E Center at Redstone Arsenal, AL.)高级研究科学家兼杜克大学兼任物理教授Henry Everitt说:“我们发现当我们将光照射在铑纳米结构上时,我们可以令化学反应更倾向于一个特定的方向,所以我们可以选择怎样用光以某种方式进行反应,这样的方式是用热无法实现的。”

Liu说:“我们这项关于光可以以独特的方式有效地、选择性地影响催化的发现是实验研究者和理论学家持续合作的结果。杜克大学化学系教授Weitao Yang的团队提供了关键性的理论见解,有助于我们理解到底发生了什么。这种分析可以应用于许多重要的化学反应,我们只是刚刚开始探索这种令人兴奋的新催化方法。”

该项研究受NSF(CHE-1565657)和美国陆军研究办公室(Award W911NF-15-1-0320)支持。

           

图 铑纳米结构在透射电子显微镜下的图像

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