11月11日上午，受我?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院胡軍成教授的邀請(qǐng)，德國(guó)慕尼黑工業(yè)大學(xué)Jennifer Strunk教授在我?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院七號(hào)樓109學(xué)術(shù)報(bào)告廳做了題為“Photocatalysis: Why do we need completely new methodologies?”的學(xué)術(shù)報(bào)告。
講座現(xiàn)場(chǎng) 譚德山攝
半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，人們一直在對(duì)光催化反應(yīng)，如水分解、二氧化碳還原或有機(jī)合成，進(jìn)行深入研究。然而，進(jìn)展有限，產(chǎn)品產(chǎn)量往往不超過(guò)毫摩爾范圍。在這次演講中，Jennifer Strunk教授展示了其在最近的研究中經(jīng)常被忽視的許多關(guān)鍵參數(shù)，如合成和反應(yīng)條件的影響、雜質(zhì)的存在或異常的反應(yīng)途徑。
報(bào)告第一部分，Jennifer Strunk教授展示了合成參數(shù)（如攪拌速率或剝離策略）如何影響光催化劑的形態(tài)和活性；還探討了載體中有機(jī)和無(wú)機(jī)雜質(zhì)的存在如何導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。這將有助于我們?cè)诠獯呋芯恐刑岢隹煽壳铱芍貜?fù)的研究方法。
報(bào)告第二部分詳細(xì)地介紹光催化還原二氧化碳。Jennifer Strunk教授利用高純度氣相光反應(yīng)器和紅外光譜技術(shù)，揭示了TiO2 P25在反應(yīng)過(guò)程中的許多機(jī)理細(xì)節(jié)。主要產(chǎn)物CH4只能通過(guò)涉及C2中間體（如乙酸或乙醛）的途徑形成，而C1機(jī)制只能導(dǎo)致CO形成。光強(qiáng)烈影響二氧化碳的吸附，這可能是第一個(gè)基本步驟。盡管含碳產(chǎn)物的形成明顯來(lái)自二氧化碳，但氧氣不會(huì)逸出，而是儲(chǔ)存在TiO2體中。用放氧共催化劑改性TiO2，可以得到能夠在氣固系統(tǒng)中整體分解水的光催化劑，但不會(huì)形成含碳產(chǎn)物。令人驚訝的是，從二氧化碳到甲烷的反應(yīng)途徑不是后續(xù)的還原事件鏈，還涉及光生空穴，因此這兩個(gè)半反應(yīng)在TiO2上是不可分割的。解吸限制可能是產(chǎn)物量有限的另一個(gè)原因?？傊枰碌牟牧辖M合（如Z方案）來(lái)正確分離半反應(yīng)。此外，她建議進(jìn)行光熱聯(lián)合催化反應(yīng)，而不是室溫下的純光催化反應(yīng)。對(duì)于后者，使用工業(yè)型Cu/ZnO/Al2O3催化劑取得了有希望的結(jié)果。報(bào)告結(jié)束后，Jennifer Strunk教授同在座師生就光催化反應(yīng)中存在的問(wèn)題和挑戰(zhàn)進(jìn)行了討論和交談。
作者：譚德山 責(zé)編：王立 審核：祁帆 發(fā)布：艾麗菲拉 發(fā)布時(shí)間：2024-11-13
