二氧化碳循环在球上

开发将废气回收为有用资源的新方法正变得越来越重要，但直到现在，科学家们一直在努力将二氧化碳转化为产量良好的有用产品。现在，中国的研究人员创造了一种新型的空心球形结构光催化剂，它可以将废弃的二氧化碳转化为合成气，这是一种非常有价值的化学原料——通过调整球体外部的金属成分，可以微调反应，以获得最佳的气体产量。

合成气是合成气的缩写，是一氧化碳和氢气的混合物。合成气在工业上非常重要，可以生产有价值的化学品，如氨和甲醇，以及通过费托法生产天然气和液态碳氢化合物。工业化学家通常使用气化和蒸汽重整等过程来制造合成气，但这些方法都是强吸热的，需要700°C以上的温度。

科学家们以前曾使用光催化减少二氧化碳，但催化剂存在巨大的问题——包括严重的电子空穴复合，这会停止反应，以及一氧化碳和氢气产物的不良比例——这使得它们不适合在工业规模上使用。金龙龚和他在天津大学的团队着手开发一种减少二氧化碳的催化剂，以避免这些问题。通过加载氧化MnO_x空心TiO内部的粒子₂然后在球体的外面沉积还原性铜铂合金，该团队创建了一个空间分离的可调谐的辅催化剂结构，使电子空穴重组不可能。

“与以前的不同，我们的辅催化剂结构完全由TiO分离₂壳层，使TiO产生电子和空穴₂向相反的方向流动，这极大地抑制了载流子的重组，”Gong说必威体育 红利账户．太阳光照射引起TiO₂产生电子-空穴对，它们分别在空心球壳两侧的带电表面上。他继续说:“空穴由内表面的氧化辅助催化剂收集，并被牺牲剂消耗，而电子则由外表面的还原辅助催化剂富集，从而驱动二氧化碳还原和析氢反应。”

“这种量身定制的结构比随机定位的助催化剂有了显著的改进，”他说Gerardo结肠他是西班牙塞维利亚材料科学研究所的研究员。“此外，通过调整铜铂合金中的铜成分，可以控制合成气混合物中的一氧化碳与氢气的比例——合金中的铜含量通过改变二氧化碳的活化和一氧化碳的解吸能来影响反应的能量，”他说。较高的铜含量会抑制氢气的析出，从而产生更大比例的一氧化碳，而较高的铂含量则相反。

然而，Colón认为，尽管与以前的方法相比有了很大的改进，但辅催化剂距离工业应用还有很长的路要走。“二氧化碳转换效率仍处于起步阶段。他说，要使这项技术成为现实，还有很多工作要做，但报道中0.108%的二氧化碳减排产量是一个很有希望的起点。Gong对此表示同意，并表示他们面临的最重要的挑战之一是提高材料的光吸收率，这将反过来提高产量。