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Appl. Catal. B.：近100%選擇性！MOF型Ga-Cu/CeO2催化劑高效光熱催化CO2還原

光熱催化CO₂還原是一種有效地將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并減少全球碳排放的方法，但是由于太陽能的捕獲能力有限和高效催化劑的缺乏，實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化效率仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。

近日，日本國立物質(zhì)材料研究所（NIMS）葉金花教授和Hui Song（共同通訊作者）等人報道了一種Ga-Cu/CeO₂催化劑，該催化劑是通過直接熱解含鎵（Ga）和銅（Cu）的鈰（Ce）基金屬有機骨架合成的，用于高效光熱催化CO₂加氫。

由于Ga和Cu在CeO₂中高度分散，優(yōu)化后的催化劑10Cu5Ga/CeO₂（Cu質(zhì)量分數(shù)為10%，Ga質(zhì)量分數(shù)為5%）在全太陽光譜照射下，CO的產(chǎn)率為111.2 mmol·g^-1 h^-1，選擇性接近100%，優(yōu)于大多數(shù)已報道的Cu和其它富稀土金屬基光熱催化劑。

通過機理研究表明，光熱加熱/轉(zhuǎn)化和光促進的協(xié)同作用有助于大幅度增加CO的產(chǎn)生。

此外，原位DRIFTS結(jié)果表明，Ga的引入促進了CO₂加氫反應(yīng)的關(guān)鍵中間體-甲酸鹽的形成，光照促進了甲酸鹽向羰基的分解，從而促進了CO的生成。該工作為合成高效光熱CO₂還原催化劑提供了一個潛在的策略。

Metal-Organic Framework-Derived Ga-Cu/CeO₂ catalyst for highly efficient photothermal catalytic CO₂ reduction. Appl. Catal. B Environ., 2021, DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120519.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120519.

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