加快打造原始創新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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生態中心在熱活化觸發光催化方面取得進展

2023-10-27 生態環境研究中心
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La基鈣鈦礦擁有優異的吸光性能,但價帶光催化氧化電勢的不足使得許多化學鍵難以斷裂,限制了其在光催化反應中的應用?;诖?,中國科學院生態環境研究中心宋茂勇研究團隊開展了熱活化觸發La2CoxMn2-xO6鈣鈦礦光催化活性的研究。 ?????

該研究發現利用加熱能夠活化降低甲苯的芐基C-H解離能,解決了光激發La2CoxMn2-xO6鈣鈦礦產生的h+氧化電勢不足的難題,從而觸發光催化選擇氧化甲苯芐基C-H反應。其中,光學性質最佳的La2Co1.5Mn0.5O6鈣鈦礦表現出最佳的光催化性能,對甲苯的轉化率達到22866.67 mmol×gcat-1×h-1,獲得的高附加值產物產率達到550.00 mmol×gcat-1,這是目前所有報道中的最大值。此外,這種“熱活化,光斷鍵”模式同樣適用于光催化還原CO2反應。研究顯示,通過加熱活化水的H-O,同時光激發La2Co1.5Mn0.5O6產生h+成功斷裂H-O提供H+,觸發光催化還原CO2反應,生成單一產物CH4。 ?????

這一熱活化觸發光催化的方式,不僅解決了光催化中價帶氧化電勢不足的難題,實現了性能上的突破,而且為開發更多光學性質優異的催化劑和豐富光熱協同催化理論提供了新途徑。 ??

相關研究成果發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。研究工作得到國家自然科學基金的支持。 ?????

論文鏈接

熱活化觸發光催化氧化甲苯芐基C-H和還原CO2的機制示意圖

打印 責任編輯:侯茜

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