研究目的
研究基于石墨烯的光催化剂在将二氧化碳还原为一碳化学品中的开发与应用，重点在于提高光催化活性和产物选择性。
研究成果
基于石墨烯的光催化剂为增强二氧化碳光催化还原为有用化学品/燃料提供了一种前景广阔的策略，通过改善电荷分离、光吸收和产物选择性克服了传统光催化剂的局限性。
研究不足
传统光催化材料的性能主要受限于光吸收范围有限、光生电荷快速复合、反应速率缓慢、选择性差以及反应器设计不当等因素，导致产率低下。
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基于石墨烯的光催化剂用于二氧化碳还原为一碳化学品的研究进展：简要概述
DOI：10.1016/j.cattod.2018.12.003
期刊：Catalysis Today
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
将臭名昭著的温室气体二氧化碳转化为太阳能燃料，是缓解全球变暖、环境污染和气候变化问题的有效策略。此外，将二氧化碳转化为有用化学品/燃料也具有以可持续方式满足能源需求的巨大潜力。因此，通过光催化利用阳光将二氧化碳转化为有价值的化学品/燃料这一卓越优势——作为该领域的重要方法之一——引发了研究者和科学界的极大兴趣。在这方面，常规标准光催化材料（特别是二氧化钛等金属氧化物）经过改性以提升性能，但其性能通常受限于固有的光学和理化性质。为突破这一性能限制的关键问题，研究者已探索了多种策略，包括金属与非金属掺杂、异质结构建、光催化材料的复合材料及纳米结构形成等。近年来，随着石墨烯及其衍生物的发明，基于石墨烯的光催化材料成为研究热点，尤其在光催化剂开发和光催化应用领域。石墨烯及其衍生物凭借其卓越的理化与电学特性（如高比表面积、稳定性、抗腐蚀能力、光敏特性及优异导电性），能够突破传统光催化剂面临的性能限制瓶颈。因此，基于石墨烯的光催化剂可能成为在光催化二氧化碳还原（PCCR）领域开辟新途径的可行策略——即将阳光转化为燃料。本文综述了基于石墨烯的光催化剂最新进展，重点探讨了石墨烯及其衍生物在太阳能燃料（特别是CO、CH4、CH3OH等C1化学品）生成中的应用策略与研究成果，并分析了它们对提升光催化剂效能的作用机制。
作者：
Shahzad Ali，Abdul Razzaq，Su-Il In
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