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晶圆级硅纳米锥阵列在光电化学二氧化碳还原中诱导合成气生成
摘要： 光电化学（PEC）二氧化碳还原为实现二氧化碳封存和开发碳中和技术提供了有前景的途径。掺杂硅是目前技术上最重要的半导体之一，具有高导电性和窄带隙，具备二氧化碳还原潜力。然而，先前关于硅电极PEC二氧化碳还原的报道很少涉及多种纳米结构。合成气作为化工原料和烃类燃料的关键中间体，在工业上需求量很大。本文采用晶圆级纳米锥硅阵列基底负载金属纳米颗粒（金和铜），在无牺牲试剂的水溶液中实现了高效的PEC二氧化碳还原制合成气。相比之下，平面硅在相同反应环境下很少产生一氧化碳。我们的发现深化了对纳米结构材料上PEC二氧化碳还原的理解，并为设计面向太阳能-化学转化的PEC催化剂提供了启发。
关键词： 是的，光电化学（PEC）、二氧化碳还原、纳米结构、合成气。
更新于2025-11-19 16:51:07
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光敏化单一位点金属-有机框架实现可见光驱动的二氧化碳还原以生产合成气
摘要： 将二氧化碳光催化还原为合成气（一氧化碳和氢气）是将二氧化碳循环转化为高附加值产品的可持续策略之一。本研究开发了一种简单高效的两步自组装方法，用单原子位点催化剂功能化磷光金属有机框架（MOF）。所得(Co/Ru)n-UiO-67(bpydc)提供了分子平台，使光敏剂（PSs）能快速向钴催化剂进行多电子注入，从而制备出首个基于MOF的复合光催化剂，在16小时内高效生产合成气（产率达13600 μmol·g?1，H2:CO=2:1），其效率是均相催化体系的29.2倍。通过精确调节MOF平台中PS/催化剂的摩尔比及光催化体系的水含量，可良好控制H2/CO比例。该研究为通过将光敏剂与单原子催化剂整合至MOF平台来实现二氧化碳循环制备富氢合成气提供了前瞻性策略。
关键词： 金属有机框架，二氧化碳还原，光敏剂，光催化剂，合成气
更新于2025-09-23 15:23:52
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负载Ag-La的质子化氮化碳纳米管（pCNNT）在整体式蜂窝光反应器中具有改善的电荷分离性能，用于增强甲烷双重整（BRM）制燃料
摘要： 通过无模板超声辅助一锅水热法制备了设计优良的银-镧改性质子化石墨相氮化碳纳米管（pCNNT）。采用XRD、SEM、TEM、EDX、N?吸附、XPS、UV-Vis DRS和PL光谱等表征技术获取催化剂样品的结构与性能。在固定床和整体式蜂窝光反应器系统中，评估了Ag-La改性pCNNT对甲烷干法重整（DRM）和双重整（BRM）等不同甲烷转化过程的影响（实验在紫外及可见光照射下进行）。优化后的3%Ag-5%La/pCNNT因产生更多具有强电荷能力的活性物质（可有效裂解稳定的CO?和CH?分子），在紫外光下表现出更高的产率。更重要的是，与负载于pCN纳米片的Ag-La催化剂相比，pCNNT负载型催化剂对CO和H?的产率分别提升1.45倍和2.10倍。整体式光反应器中CO和H?的生成量显著高于固定床反应器。此外，BRM过程中CO、H?和CH?OH的产量分别是DRM的1.79倍、2.12倍和2.13倍。性能提升可归因于Ag-La协同效应产生的高效界面载流子分离，其氧化还原电位适配BRM过程。在整体式蜂窝光反应器中，由于更高的光子能量利用率、更大的受光表面积、优化的吸附过程及表面反应（伴随CO?还原与CH?/H?O氧化的高效载流子利用），负载Ag-La改性pCNNT的BRM量子产率显著提高?；诒碚鞣治鲇胧笛榻峁岢隽擞階g-La/pCNNT在BRM过程中性能相匹配的反应机理。该实验结果可为开发先进高效的光催化BRM异质结构提供指导。
关键词： 合成气（CO/H?）、整体式结构、光催化干法重整、pCN纳米管、双重整
更新于2025-09-23 06:16:37
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《AIP会议论文集》[作者：SolarPACES 2017：国际聚光太阳能与化学能源系统大会 - 智利圣地亚哥（2017年9月26-29日）] - 在连续运行的太阳能反应器中通过联合太阳能驱动生物质气化与氧化锌碳热还原实现合成气与锌的联产
摘要： 采用原位ZnO碳热还原的生物质太阳能热化学气化实验在实验室规模（1.5千瓦）连续进料太阳能反应器中进行。本研究旨在验证连续工艺操作下以ZnO为氧化剂实现木材生物质气化与合成气及金属锌联产的可行性。将生物质与ZnO颗粒的受控混合物注入直接接受聚光辐射照射的腔式接收器中。通过实验研究了温度（1050-1250°C）对合成气生成的影响，并与无氧化剂的单纯热解过程进行对比。随着温度升高，氢气产量急剧增加，一氧化碳产量也趋于上升，而甲烷和二氧化碳浓度则下降。相较于单纯热解，气化与ZnO碳热还原联产的总合成气产量更高。反应器出口收集的产物显示锌含量较高，固体产物中锌的再氧化程度较低。太阳能输入通过合成气和锌两种形式提升了原料的能量价值，在单位原料合成气产出更高的同时，其性能表现优于单纯热解过程。
关键词： 氧化锌碳热还原、合成气、生物质、金属锌、太阳能热化学气化
更新于2025-09-09 09:28:46