【AM寧波材料所建所20周年?？吭蛹壏稚⒔饘俅呋瘎┰贑O2高值轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中的應(yīng)用
近60年來，大氣CO2濃度陡然上升，過量排放的CO2引發(fā)了海水酸化、冰川融化、海平面上升等一系列環(huán)境問題，嚴(yán)格控制碳排放量已成為國內(nèi)外政府與各級環(huán)境組織關(guān)注的焦點。與此同時，CO2又是一種廉價、無毒且可再生的C1資源，將其轉(zhuǎn)化為高附加值的碳基化學(xué)品，如烴、醇、酰胺、碳酸酯和羧酸等，減少對化石資源的過度依賴，是解決上述環(huán)境問題、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效手段。與CO、HCOOH、CH3OH、CH4等C1產(chǎn)物相比，C2+產(chǎn)品具有更高的能量密度和經(jīng)濟(jì)價值，是CO2高值轉(zhuǎn)化領(lǐng)域追求的目標(biāo)。然而，CO2基C2+產(chǎn)品的制備更具挑戰(zhàn)，對催化劑也提出了更高要求。因此，高效催化劑的設(shè)計與可控制備是當(dāng)前面臨的主要問題。
中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所氣體催化與分離團(tuán)隊陳亮研究員長期致力于催化功能導(dǎo)向的原子級分散金屬催化劑的設(shè)計制備及其在CO2高值催化轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用（Adv. Mater. 2020, 32, 2001300; Nat. Commun. 2020, 11, 5478; Adv. Mater. 2021, 33, 2103186; Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2102152; Appl. Catal. B: Environ. 2022, 313, 121463; Nano Lett. 2022, 22, 8381; Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2204391）。近日，該團(tuán)隊受邀在國際知名期刊Advanced Materials上發(fā)表題為“Atomically Dispersed Metal Catalysts for the Conversion of CO2 into High-Value C2+ Chemicals”的綜述文章（Adv. Mater. 2024, DOI:10.1002/adma.202310912）。
在該綜述中，作者概述了原子分散金屬催化劑在光/電/熱催化CO2高值轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀（圖1），對催化劑的合成方法、表征手段進(jìn)行了歸納，重點介紹了影響CO2基C2+產(chǎn)物選擇性和制備效率的關(guān)鍵因素，并從催化劑結(jié)構(gòu)調(diào)控、催化反應(yīng)機(jī)制探索、CO2保氧轉(zhuǎn)化路線開發(fā)、CO2來源篩選、產(chǎn)物制備效率提升等方面，對當(dāng)前催化CO2制備C2+產(chǎn)品面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇進(jìn)行了詳細(xì)討論，以拓展原子級分散金屬催化劑在制備CO2基C2+產(chǎn)品方面的新思路。
上述工作得到了中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究項目（ZDBSLYJSC021）、國家自然科學(xué)基金（22101288）、浙江省自然科學(xué)基金重大項目（LD21E020001）、浙江省“領(lǐng)雁”攻關(guān)項目（2022C01158）、浙江省自然科學(xué)基金（LQ22B010005）、寧波市“甬江引才工程”科技創(chuàng)新/創(chuàng)新團(tuán)隊（2021A-036-B）、寧波市科技新2025重大專項計劃項目（2022Z205）、寧波市自然科學(xué)基金（2021J202）、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會的支持。
圖1 原子級分散金屬催化劑在光/電/熱催化制備CO2基C2+產(chǎn)品領(lǐng)域中的應(yīng)用
（氫能與儲能材料技術(shù)實驗室? 楊其浩）
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