記者4月15日從中國科學技術大學獲悉，近日，該校高敏銳教授課題組和俞書宏院士團隊設計了系列具有「富集」效應的納米催化劑，結合流動電解池的合理設計，成功實現了二氧化碳到目標產物的高選擇性轉化。相關成果在線發表在近期《德國應用化學》和《美國化學會志》雜誌上，並被《德國應用化學》選為「卷首插畫」論文。
隨著經濟的快速發展和化石燃料的大量使用，大氣中的二氧化碳濃度逐年升高。二氧化碳轉化技術不僅能夠降低大氣中的二氧化碳濃度，同時還可以得到諸多高附加值的碳基燃料。在目前現有的各種二氧化碳轉化技術中，電催化二氧化碳還原技術具有可在常溫常壓下進行、能夠實現人為閉合碳循環等優點，為當前可再生能源的利用和化學燃料合成提供了一種具有應用前景的方法。當前，如何通過更高效催化劑的理性設計與可控合成，並結合催化機制理解，來實現二氧化碳電還原技術走向工業化應用，成為科研的重點與難點。
研究人員使用簡單的微波熱合成，通過反應參數調節，成功製備了三種具有不同尖端曲率半徑的硫化鎘納米結構。模擬表明，這種材料尖端曲率半徑減小會引起尖端附近的電場強度增大，從而增強鉀離子在電極附近的富集。測試表明，這種多納米針尖硫化鎘催化劑性能大大優於其它過渡金屬硫屬化物電催化劑。研究團隊還進一步提出利用納米空腔的「限域效應」來富集反應中間體，實現二氧化碳到多碳燃料的高效率轉化。以上研究成果為今後相關電催化劑的設計和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。（記者 陳婉婉）
【來源：安徽日報】
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