利用太阳能将二氧化碳和水可持续地转化为燃料对清洁燃料生产非常有吸引力。

有鉴于此，华盛顿州立大学王勇教授和厦门大学林敬东等人，研究了一锅法合成双功能Cu⁰/Cu₂O催化剂，用于CO₂和H₂O光热转化。

本文要点

1）实验结果表明，通过调节Cu前体与还原剂（N₂H₄）的比例，可以容易地合成具有Cu⁰/Cu₂O界面和可控的Cu⁰与Cu₂O比例的Cu⁰/Cu₂O催化剂。

2）制备的Cu⁰/Cu₂O催化剂在CO₂和H₂O的光热催化转化中的活性受Cu⁰/Cu₂O的配比和反应温度的影响很大。Cu⁰/Cu₂O-R2是一种以Cu前驱体与N₂H₄之比为1：2制备的催化剂，具有最高的活性，在383 K时的CO活性为13.2μmol g^-1 h^-1, CH₃OH活性为2.6μmol g^-1 h^-1，远高于Cu₂O或Cu。

3）这种增强的性能归因于Cu⁰和Cu₂O之间界面的形成，这不仅有益于光催化，而且有益于热催化CO₂加氢。

总之，该工作表明可以通过一锅法制备具有混合金属氧化态的双功能催化剂，可以有效地提高CO₂和H₂O的直接耦合光热催化转化性能。

参考文献：

Yuke Zheng et al. Controlled Synthesis of Cu⁰/Cu₂O for Efficient Photothermal Catalytic Conversion of CO₂ and H₂O. ACS Sustainable Chem. Eng., 2021.

DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c07702

https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c07702