“我科学家实现二氧化碳高选择性转化”

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记者12日从中国科学技术大学获悉，该校高锐教授课题组和俞书宏院士团队设计了系列效果丰富的纳米催化剂，成功实现了二氧化碳向目标产物的高选择性转化。 相关成果日前在《德国应用化学》和《美国化学会志》上在线发表。

二氧化碳转换技术不仅可以降低大气中的二氧化碳浓度，还可以获得大量高附加值的碳基燃料。 电催化二氧化碳还原技术可以在常温常压下进行，具有实现人为碳循环等优点，为目前可再生能源的利用和化学燃料合成提供了具有应用前景的途径。 通过更高效的催化剂合理设计和可控合成，结合对催化剂机理的理解，实现二氧化碳电还原技术在工业化中的应用成为研究的重点和难点。

纳米针尖的邻近效应促进了二氧化碳的电还原过程，通过智能微波反应器的高通量筛选，制备了硫化镉纳米针阵列结构。 研究表明，随着针尖间距离逐渐减少，钾离子的富集加剧。 流动电解池测试表明，该纳米针尖硫化镉催化剂由于邻近富集效应，性能明显优于其他过渡金属硫族化物电催化。 该成果在线发表在《德国应用化学》杂志上，并被选为卷首插图论文。

在利用纳米多针尖的邻近效应实现目标离子富集的基础上，科研人员提出利用纳米空腔的局域效应富集反应中间体，实现二氧化碳向高碳燃料的高效转化。 研究成果发表在《美国化学会志》上。

以上研究成果表明了催化剂纳米结构设计在二氧化碳电还原反应中对催化剂性能的重要影响，纳米尺度的富集效应能比较有效地增强对重要中间体的吸附，推动反应的有效运行。 这一新的设计理念为今后相关电催化的设计和高附加值碳基燃料的合成提供了新思路。