铜基光催化剂二氧化碳转化研究进展

doi:10.3866/PKU.WHXB202406029

物理化学学报 >> 2024, Vol. 40 >> Issue (12): 2406029.doi: 10.3866/PKU.WHXB202406029

所属专题：太阳燃料制备

铜基光催化剂二氧化碳转化研究进展

张志全¹, RhimiBaker¹, 刘喆旸¹, 周敏¹, 邓国伟², 魏巍¹^,*(), 毛梁³^,*(), 李华明¹, 姜志锋¹^,*()

¹ 江苏大学能源研究院, 化学化工学院, 江苏镇江 212013
² 成都师范学院化学与生命科学学院, 功能分子结构优化与应用四川省高校重点实验室, 成都 611130
³ 中国矿业大学材料科学与物理学院, 江苏徐州 221116

收稿日期:2024-06-24 修回日期:2024-08-10 录用日期:2024-08-11 发布日期:2024-11-09
通讯作者: Email: weiwei@ujs.edu.cn (魏巍)maoliang@cumt.edu.cn (毛梁)jiangzf@ujs.edu.cn (姜志锋)
基金资助:
国家自然科学基金(22178149); 江苏特聘教授项目; 江苏省优秀青年科学基金(BK20211599); 中国博士后科学基金(2023M731421); 镇江市重点研发计划(CQ2022001); 功能分子结构优化与应用四川省高校重点实验室开放项目(2023GNFZ-01)

Insights into the Development of Copper-Based Photocatalysts for CO₂ Conversion

Zhiquan Zhang¹, Baker Rhimi¹, Zheyang Liu¹, Min Zhou¹, Guowei Deng², Wei Wei¹^,*(), Liang Mao³^,*(), Huaming Li¹, Zhifeng Jiang¹^,*()

¹ Institute for Energy Research, School of Chemistry and Chemical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, Jiangsu Province, China
² Sichuan Province Key Laboratory for Structure Optimization and Application of Functional Molecules, College of Chemistry and Life Sciences, Chengdu Normal University, Chengdu 611130, China
³ School of Materials Science and Physics, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, Jiangsu Province, China

Received:2024-06-24 Revised:2024-08-10 Accepted:2024-08-11 Published:2024-11-09
Contact: Email: weiwei@ujs.edu.cn (Wei Wei)maoliang@cumt.edu.cn (Liang Mao)jiangzf@ujs.edu.cn (Zhifeng Jiang)
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(22178149); Jiangsu Distinguished Professor Program; Natural Science Foundation of Jiangsu Province for Outstanding Youth Scientists(BK20211599); China Postdoctoral Science Foundation(2023M731421); Key R&D Project of Zhenjiang City(CQ2022001); Opening Project of Structural Optimization and Application of Functional Molecules Key Laboratory of Sichuan Province(2023GNFZ-01)

摘要/Abstract

摘要：

光催化利用太阳光这一可再生能源，通过将二氧化碳转化为CO、CH₄、CH₃OH和C₂H₅OH等有用的太阳能燃料, 为解决全球变暖和能源短缺问题提供了一种潜在的解决方案。在已研究过的各种方案中，铜基光催化剂因其成本效益高且比贵金属催化剂更为丰富，在二氧化碳转化方面尤其具有吸引力。本文献综述全面总结了用于二氧化碳还原反应的铜基光催化剂的最新发展，包括金属铜、氧化铜和氧化亚铜光催化剂。综述还对二氧化碳还原产物进行了分类总结，并对每种铜基催化剂的调制和改性方法进行了详细分类讨论。最后，本综述强调了铜基光催化剂在二氧化碳还原方面的现有挑战，并提出了未来的研究方向，重点是提高能量利用率和产品形成率。

关键词: 光催化, CO₂还原, 铜基催化剂, 改性策略, 梯形异质结

Abstract:

Utilizing sunlight as a renewable energy source, photocatalysis offers a potential solution to global warming and energy shortages by converting CO₂ into useful solar fuels, including CO, CH₄, CH₃OH, and C₂H₅OH. Among the various formulations investigated, copper-based photocatalysts stand out as particularly appealing for CO₂ conversion due to their cost-effectiveness and higher abundance in comparison to catalysts based on precious metals. This literature review provides a thorough summary of the latest developments in copper-based photocatalysts used for CO₂ reduction reactions, including metallic copper, copper oxide, and cuprous oxide photocatalysts. The review also provides a categorical summary of the CO₂ reduction products and a detailed categorical discussion of the means of modulation and modification of each copper-based catalyst. Finally, this review highlights the existing challenges and proposes future research directions in the development of copper-based photocatalysts for CO₂ reduction, focusing on boosting energy utilization and improving product formation rates.

Key words: Photocatalysis, CO₂ reduction, Copper-based catalysts, Modification strategy, S-scheme heterojunction

张志全, RhimiBaker, 刘喆旸, 周敏, 邓国伟, 魏巍, 毛梁, 李华明, 姜志锋. 铜基光催化剂二氧化碳转化研究进展[J]. 物理化学学报, 2024, 40(12), 2406029. doi: 10.3866/PKU.WHXB202406029

Zhiquan Zhang, Baker Rhimi, Zheyang Liu, Min Zhou, Guowei Deng, Wei Wei, Liang Mao, Huaming Li, Zhifeng Jiang. Insights into the Development of Copper-Based Photocatalysts for CO₂ Conversion[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2024, 40(12), 2406029. doi: 10.3866/PKU.WHXB202406029

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB202406029

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参考文献 103

1	Li X.; Wang S.; Li L.; Sun Y.; Xie Y J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 9567. doi: 10.1021/jacs.0c02973
2	Li Y.; Zhang M.; Zhou L.; Yang S.; Wu Z.; Ma Y Acta Phys. -Chim. Sin. 2021, 37, 2009030. doi: 10.3866/pku.Whxb202009030
3	Xu X.; Shao C.; Zhang J.; Wang Z.; Dai K Acta Phys. -Chim. Sin. 2024, 40, 2309031. doi: 10.3866/pku.Whxb202309031
4	Zhou M.; Wang H; Liu R.; Liu Z.; Xiao X.; Li W.; Gao C.; Lu Z.; Jiang Z.; Shi W.; Xiong Y Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202407468. doi: 10.1002/anie.202407468
5	Chen T.; Zhou M.; Zhang Z.; Yang K.; Fu X.; Li H.; Shi W.; Jiang Z Chem. Eng. Sci. 2024, 285, 11 9546. doi: 10.1016/j.ces.2023.119546
6	Huang N.; He H.; Liu S.; Zhu H.; Li Y.; Xu J.; Huang J.; Wang X.; Liao P.; Chen X J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 17424. doi: 10.1021/jacs.1c05839
7	Rhimi B.; Zhou M.; Yan Z.; Cai X.; Jiang Z Nano-Micro Lett. 2024, 16, 64. doi: 10.1007/s40820-023-01276-2
8	Xiao X.; Liu Z.; Zhou M.; Zhang W.; Fu X.; Li H.; Jiang Z Chem. Eng. J. 2024, 479, 147560. doi: 10.1016/j.cej.2023.147560
9	Liang J.; Zhang W.; Liu Z.; Song Q.; Zhu Z.; Guan Z.; Wang H.; Zhang P.; Li J.; Zhou M.; et al ACS Catal. 2022, 12, 12217. doi: 10.1021/acscatal.2c03970
10	Liu L.; Wang Z.; Zhang J.; Ruzimuradov O.; Dai K.; Low J Adv. Mater 2023, 35, 2300643. doi: 10.1002/adma.202300643
11	Dong J.; Ji S.; Zhang Y.; Ji M.; Wang B.; Li Y.; Chen Z.; Xia J.; Li H Acta Phys. -Chim. Sin. 2023, 39, 2212011. doi: 10.3866/PKU.WHXB202212011
12	Liu G.; Li L.; Wang B.; Shan N.; Dong J.; Ji M.; Zhu W.; K. Chu P.; Xia J.; Li H Acta Phys. -Chim. Sin. 2024, 40, 2306041. doi: 10.3866/PKU.WHXB202306041
13	Zhao Z.; Wang Z.; Zhang J.; Shao C.; Dai K.; Fan K.; Liang C Adv. Funct. Mater 2023, 33, 2214470. doi: 10.1002/adfm.202214470
14	Li G.; Sun Y.; Zhang Q.; Gao Z.; Sun W.; Zhou X Chem. Eng. J. 2021, 410, 128397. doi: 10.1016/j.cej.2020.128397
15	Wang H.; Zhang L.; Zhou Y.; Qiao S.; Liu X.; Wang W Appl. Catal. B: Environ. 2020, 263, 118331. doi: 10.1016/j.apcatb.2019.118331
16	Zhu Y.; Gao C.; Bai S.; Chen S.; Long R.; Song L.; Li Z.; Xiong Y Nano Res. 2017, 10, 3396- 3406. doi: 10.1007/s12274-017-1552-0
17	Xin Y.; Yu K.; Zhang L.; Yang Y.; Yuan H.; Li H.; Wang L.; Zeng J Adv. Mater. 2021, 33, 2008145. doi: 10.1002/adma.202008145
18	Gawande M. B.; Goswami A.; Felpin F. X.; Asefa T.; Huang X.; Silva R.; Zou X.; Zboril R.; Varma R. S Chem. Rev. 2016, 116, 3722. doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00482
19	Wang W.; Wang L.; Su W.; Xing Y J. CO₂ Util. 2022, 61, 102056. doi: 10.1016/j.jcou.2022.102056
20	Jiang W.; Loh H.; Low B. Q. L.; Zhu H.; Low J.; Heng J. Z. X.; Tang K. Y.; Li Z.; Loh X. J.; Ye E.; et al Appl. Catal. B: Environ. 2023, 321, 122079. doi: 10.1016/j.apcatb.2022.122079
21	Zhong K.; Sun P.; Xu H Small 2024, 2310677. doi: 10.1002/smll.202310677
22	Guo R. T.; Wang J.; Bi Z. X.; Chen X.; Hu X.; Pan W. G Small 2023, 19, 2206314. doi: 10.1002/smll.202206314
23	Ran J.; Jaroniec M.; Qiao S. Z Adv. Mater. 2018, 30, 1704649. doi: 10.1002/adma.201704649
24	Fu J.; Jiang K.; Qiu X.; Yu J.; Liu M Mater. Today 2020, 32, 222. doi: 10.1016/j.mattod.2019.06.009
25	Khalil M.; Gunlazuardi J.; Ivandini T. A.; Umar A Renew. Sust. Energy Rev. 2019, 113, 109246. doi: 10.1016/j.rser.2019.109246
26	Gong E.; Ali S.; Hiragond C. B.; Kim H. S.; Powar N. S.; Kim D.; Kim H.; In S.-I. Energ. Environ. Sci. 2022, 15, 880. doi: 10.1039/d1ee02714j
27	Ji Y.; Luo Y ACS Catal. 2016, 6, 2018. doi: 10.1021/acscatal.5b02694
28	Vahidzadeh E.; Zeng S.; Manuel A. P.; Riddell S.; Kumar P.; Alam K. M.; Shankar K ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 7248. doi: 10.1021/acsami.0c21067
29	Ou H.; Li G.; Ren W.; Pan B.; Luo G.; Hu Z.; Wang D.; Li Y J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 22075. doi: 10.1021/jacs.2c09424
30	Ali S.; Razzaq A.; Kim H.; In S Chem. Eng. J. 2022, 429, 131579. doi: 10.1016/j.cej.2021.131579
31	Qian X.; Zhang L.; Lin Y.; Wang M.; Wang X.; Su W Appl. Surf. Sci. 2021, 568. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.150985
32	Deng X.; Zhang J.; Qi K.; Liang G.; Xu F.; Yu J Nat. Commun. 2024, 15, 4807. doi: 10.1038/s41467-024-49004-7
33	Xu Q.; Zhang L.; Cheng B.; Fan J.; Yu J Chem. 2020, 6, 1543. doi: 10.1016/j.chempr.2020.06.010
34	Zhu B.; Sun J.; Zhao Y.; Zhang L.; Yu J Adv. Mater. 2024, 36, 2310600. doi: 10.1002/adma.202310600
35	Cheng C.; Zhang J.; Zhu B.; Liang G.; Zhang L.; Yu J Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, 202218688. doi: 10.1002/anie.202218688
36	Zhang Z.; Li X.; Tang H.; Wu J.; Yao C.; Li K Chinese Chem. Lett. 2024, 109700. doi: 10.1016/j.cclet.2024.109700
37	Li L.; Guo C.; Li T.; Yang C.; Chen F.; Wang W.; Yan R.; Ning J.; Hu Y Appl. Surf. Sci. 2024, 651, 159220. doi: 10.1016/j.apsusc.2023.159220
38	Shi W.; Qiao X.; Wang J.; Zhao M.; Ge H.; Ma J.; Liu S.; Zhang W Nanomaterials 2022, 12, 3247. doi: 10.3390/nano12183247
39	Liu X.; Wu Y.; Li Y.; Yang X.; Ma Q.; Luo J Chem. Eng. J. 2024, 485, 149855. doi: 10.1016/j.cej.2024.149855
40	Zhang Z.; Liang J.; Zhang W.; Zhou M.; Zhu X.; Liu Z.; Li Y.; Guan Z.; Lee C.-S.; Wong P. K.; et al Appl. Catal. B: Environ. 2023, 330, 122621. doi: 10.1016/j.apcatb.2023.122621
41	Jiang Z.; Zhang Z.; Liang J.; Zhou M.; Liu D.; Mao D.; Zhang Q.; Zhang W.; Li H.; Song L.; et al Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2301785. doi: 10.1002/adfm.202301785
42	Fang B.; Xing Y.; Bonakdarpour A.; Zhang S.; Wilkinson D. P ACS Sustain. Chem. Eng. 2015, 3, 2381. doi: 10.1021/acssuschemeng.5b00724
43	Wang W. N.; Wu F.; Myung Y.; Niedzwiedzki D. M.; Im H. S.; Park J.; Banerjee P.; Biswas P ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 5685. doi: 10.1021/am508590j
44	Jiang H.; Katsumata K.-i.; Hong J.; Yamaguchi A.; Nakata K.; Terashima C.; Matsushita N.; Miyauchi M.; Fujishima A Appl. Catal. B: Environ. 2018, 224, 783. doi: 10.1016/j.apcatb.2017.11.011
45	Zhu Q.; Zhu K.; Cai M.; Zhang Y.; Shao Z.; Jiang M.; Wang X.; Geng Z.; Wu X.; Li M.; et al Nano Res. 2022, 15, 7099. doi: 10.1007/s12274-022-4397-0
46	Dong W.; Jia J.; Wang Y.; An J.; Yang O.; Gao X.; Liu Y.; Zhao J.; Li D Chem. Eng. J. 2022, 438, 135622. doi: 10.1016/j.cej.2022.135622
47	Low J.; Yu J.; Jaroniec M.; Wageh S.; Al-Ghamdi A. A Adv. Mater. 2017, 29, 1601694. doi: 10.1002/adma.201601694
48	Barrocas B. T.; Ambrozova N.; Koci K Materials 2022, 15, 967. doi: 10.3390/ma15030967
49	Dai B.; Zhao W.; Wei W.; Cao J.; Yang G.; Li S.; Sun C.; Leung D. Y. C Carbon 2022, 193, 272. doi: 10.1016/j.carbon.2022.03.038
50	Liu J.; Qi F.; Zhang N.; Yang J.; Liang Z.; Tian C.; Zhang W.; Tang X.; Wu D.; Huang Q J. Mater. Sci. 2022, 57, 15474. doi: 10.1007/s10853-022-07591-0
51	Wei L. W.; Liu S. H.; Wang H. P ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 25473. doi: 10.1021/acsami.3c02383
52	Dong Z.; Zhou J.; Zhang Z.; Jiang Y.; Zhou R.; Yao C ACS Appl. Energy Mater. 2022, 5, 10076. doi: 10.1021/acsaem.2c01760
53	Cui L.; Hu L.; Shen Q.; Liu X.; Jia H.; Xue J Appl. Surf. Sci. 2022, 581, 152343. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.152343
54	Sun Z.; Fang W.; Zhao L.; Chen H.; He X.; Li W.; Tian P.; Huang Z Environ. Int. 2019, 130, 104898. doi: 10.1016/j.envint.2019.06.008
55	Chang P.; Tseng I. H J. CO₂ Util. 2018, 26, 511. doi: 10.1016/j.jcou.2018.06.009
56	Xiao Y.; Men C.; Chu B.; Qin Z.; Ji H.; Chen J.; Su T Chem. Eng. J. 2022, 446, 137028. doi: 10.1016/j.cej.2022.137028
57	Zhu K.; Zhu Q.; Jiang M.; Zhang Y.; Shao Z.; Geng Z.; Wang X.; Zeng H.; Wu X.; Zhang W.; et al Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, 202207600. doi: 10.1002/anie.202207600
58	Zhang H. X.; Hong Q. L.; Li J.; Wang F.; Huang X.; Chen S.; Tu W.; Yu D.; Xu R.; Zhou T.; et al Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 11752. doi: 10.1002/anie.201905869
59	Hu Z.; Liu W ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 51366. doi: 10.1021/acsami.0c13323
60	Cao H.; Xue J.; Wang Z.; Dong J.; Li W.; Wang R.; Sun S.; Gao C.; Tan Y.; Zhu X.; et al J. Mater. Chem. A 2021, 9, 16339. doi: 10.1039/d1ta03615g
61	Wang M.; Shen M.; Jin X.; Tian J.; Li M.; Zhou Y.; Zhang L.; Li Y.; Shi J ACS Catal. 2019, 9, 4573. doi: 10.1021/acscatal.8b03975
62	Bao X.; Zhang M.; Wang Z.; Dai D.; Wang P.; Cheng H.; Liu Y.; Zheng Z.; Dai Y.; Huang B Chem. Eng. J. 2022, 445, 136718. doi: 10.1016/j.cej.2022.136718
63	Zeng Z.; Huang H.; Fu Z.; Lai H.; Long B.; Ali A.; Song T.; Deng G.-J Appl. Surf. Sci. 2021, 550, 149361. doi: 10.1016/j.apsusc.2021.149361
64	Sun Z.; Fang W.; Zhao L.; Wang H Appl. Surf. Sci. 2020, 504, 144347. doi: 10.1016/j.apsusc.2019.144347
65	Shi G.; Yang L.; Liu Z.; Chen X.; Zhou J.; Yu Y Appl. Surf. Sci. 2018, 427, 1165. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.08.148
66	Lai H.; Xiao W.; Wang Y.; Song T.; Long B.; Yin S.; Ali A.; Deng G Chem. Eng. J. 2021, 417, 129295. doi: 10.1016/j.cej.2021.129295
67	Tang G.; Hou L.; Li J.; Song T.; Li J.; Yue P.; Long B.; Ali A.; Deng G. J J. Colloid Interface Sci. 2021, 603, 530. doi: 10.1016/j.jcis.2021.06.127
68	He L.; Zhang W.; Zhao K.; Liu S.; Zhao Y J. Mater. Chem. A 2022, 10, 4758. doi: 10.1039/d1ta10514k
69	Bashal A. H.; Alkanad K.; Al-Ghorbani M.; Ben Aoun S.; Bajiri M. A J. Environ. Chem. Eng. 2023, 11, 109545. doi: 10.1016/j.jece.2023.109545
70	Li X.; Wang Z.; Zhang J.; Dai K.; Fan K.; Dawson G Mater. Today Phys. 2022, 26, 100729. doi: 10.1016/j.mtphys.2022.100729
71	In S. I.; Vaughn D. D.; Schaak R. E Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 3915. doi: 10.1002/anie.201108936
72	Duan J.; Sun P.; Zhao H.; Ji Z.; Zhang D.; Wang W Opt. Mater. 2021, 115, 111016. doi: 10.1016/j.optmat.2021.111016
73	Xiang T.; Xin F.; Zhao C.; Lou S.; Qu W.; Wang Y.; Song Y.; Zhang S.; Yin X J. Colloid Interf. Sci. 2018, 518, 34. doi: 10.1016/j.jcis.2018.01.109
74	Li N.; Liu X.; Zhou J.; Chen W.; Liu M Chem. Eng. J. 2020, 399, 125782. doi: 10.1016/j.cej.2020.125782
75	Nogueira A. E.; Silva G. T. S. T.; Oliveira J. A.; Lopes O. F.; Torres J. A.; Carmo M.; Ribeiro C ACS Appl. Energy Mater. 2020, 3, 7629. doi: 10.1021/acsaem.0c01047
76	Zhang M.; Zhao K.; Xiong J.; Wei Y.; Han C.; Li W.; Cheng G Sustain. Energ. Fuels 2020, 4, 2593. doi: 10.1039/d0se00034e
77	Song Y.; Ye C.; Yu X.; Tang J.; Zhao Y.; Cai W Appl. Surf. Sci. 2022, 583, 152463. doi: 10.1016/j.apsusc.2022.152463
78	Yendrapati Taraka T. P.; Gautam A.; Jain S. L.; Bojja S.; Pal U J. CO₂ Util. 2019, 31, 207. doi: 10.1016/j.jcou.2019.03.012
79	Zhang Y.; Li J.; Zhou W.; Liu X.; Song X.; Chen S.; Wang H.; Huo P Appl. Catal. B: Environ. 2024, 342, 123449. doi: 10.1016/j.apcatb.2023.123449
80	Mandal A.; Bhattacharya G.; Kargupta K J. Mater. Res. 2024, 39, 1935. doi: 10.1557/s43578-024-01352-2
81	Kim H. R.; Razzaq A.; Grimes C. A.; In S J. CO₂ Util. 2017, 20, 91. doi: 10.1016/j.jcou.2017.05.008
82	Wu Y. A.; McNulty I.; Liu C.; Lau K. C.; Liu Q.; Paulikas A. P.; Sun C. J.; Cai Z.; Guest J. R.; Ren Y.; et al Nat. Energy 2019, 4, 957. doi: 10.1038/s41560-019-0490-3
83	Deng Y.; Wan C.; Li C.; Wang Y.; Mu X.; Liu W.; Huang Y.; Wong P. K.; Ye L ACS Catal. 2022, 12, 4526. doi: 10.1021/acscatal.2c00167
84	Yu L.; Li G.; Zhang X.; Ba X.; Shi G.; Li Y.; Wong P. K.; Yu J. C.; Yu Y ACS Catal. 2016, 6, 6444. doi: 10.1021/acscatal.6b01455
85	Liu S.; Lu J.; Pu Y.; Fan H J. CO₂ Util. 2019, 33, 171. doi: 10.1016/j.jcou.2019.05.020
86	Zeng Z.; Yan Y.; Chen J.; Zan P.; Tian Q.; Chen P Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1806500. doi: 10.1002/adfm.201806500
87	Yu L.; Ba X.; Qiu M.; Li Y.; Shuai L.; Zhang W.; Ren Z.; Yu Y Nano Energy 2019, 60, 576. doi: 10.1016/j.nanoen.2019.03.083
88	Zhou J.; Li Y.; Yu L.; Li Z.; Xie D.; Zhao Y.; Yu Y Chem. Eng. J. 2020, 385, 123940. doi: 10.1016/j.cej.2019.123940
89	Tang Z.; He W.; Wang Y.; Wei Y.; Yu X.; Xiong J.; Wang X.; Zhang X.; Zhao Z.; Liu J Appl. Catal. B: Environ. 2022, 311, 121371. doi: 10.1016/j.apcatb.2022.121371
90	Bi F.; Ehsan M. F.; Liu W.; He T Chin. J. Chem. 2015, 33, 112. doi: 10.1002/cjoc.201400476
91	Li F.; Zhang L.; Tong J.; Liu Y.; Xu S.; Cao Y.; Cao S Nano Energy 2016, 27, 320. doi: 10.1016/j.nanoen.2016.06.056
92	Yan C.; Xu M.; Cao W.; Chen Q.; Song X.; Huo P.; Zhou W.; Wang H J. Environ. Chem. Eng. 2023, 11, 111479. doi: 10.1016/j.jece.2023.111479
93	Shi W.; Wang J. C.; Chen A.; Xu X.; Wang S.; Li R.; Zhang W.; Hou Y Nanomaterials 2022, 12, 2284. doi: 10.3390/nano12132284
94	Shown I.; Hsu H.; Chang Y.; Lin C; Roy P. K.; Ganguly A.; Wang C.; Chang J.; Wu C.; Chen L.; et al Nano Lett. 2014, 14, 6097. doi: 10.1021/nl503609v
95	Li L.; Zhang Z Chem. Eng. J. 2022, 434, 134811. doi: 10.1016/j.cej.2022.134811
96	Xiong J.; Zhang M.; Lu M.; Zhao K.; Han C.; Cheng G.; Wen Z Chin. Chem. Lett. 2022, 33, 1313. doi: 10.1016/j.cclet.2021.07.052
97	Liu E.; Qi L.; Bian J.; Chen Y.; Hu X.; Fan J.; Liu H.; Zhu C.; Wang Q Mater. Res. Bull. 2015, 68, 203. doi: 10.1016/j.materresbull.2015.03.064
98	Su T. M.; Tian H.; Qin Z. Z.; Ji H. B Appl. Catal. B: Environ. 2017, 202, 364. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.09.035
99	Zhang T.; Low J.; Huang X.; Al‐Sharab J. F.; Yu J.; Asefa T ChemCatChem 2017, 9, 3054. doi: 10.1002/cctc.201700512
100	Adekoya D. O.; Tahir M.; Amin N. A. S J. CO₂ Util. 2017, 18, 261. doi: 10.1016/j.jcou.2017.02.004
101	Jin J.; Luo J.; Zan L.; Peng T Chemphyschem 2017, 18, 3230. doi: 10.1002/cphc.201700563
102	Kang Q.; Wang T.; Li P.; Liu L.; Chang K.; Li M.; Ye J Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 841. doi: 10.1002/anie.201409183
103	Kumar S.; Hassan I.; Regue M.; Gonzalez-Carrero S.; Rattner E.; Isaacs M. A.; Eslava S J. Mater. Chem. A 2021, 9, 12179. doi: 10.1039/d1ta01281a

Reaction	E⁰ (V) vs. NHE (pH = 7)
CO₂ + e⁻ → CO₂^•−	−1.90
CO₂ + 8H⁺ + 8e⁻ → CH₄ + 2H₂O	−0.24
CO₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → CO + H₂O	−0.53
CO₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → HCOOH	−0.61
CO₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → HCHO + H₂O	−0.48
CO₂ + 6H⁺ + 6e⁻ → CH₃OH + H₂O	−0.38
2CO₂ + 8H⁺ + 8e⁻ → CH₃COOH + 2H₂O	−0.30
2CO₂ + 12H⁺ + 12e⁻ → C₂H₄ + 4H₂O	−0.34
2CO₂ + 14H⁺ + 14e⁻ → C₂H₆ + 4H₂O	−0.27

[1]	吕宪伟, 丁信元, 龚家兴, 闫旭焕, 黄大勇, 耿建新, 袁忠勇. 轨道杂化在光催化与电催化中的研究进展[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100151 - .
[2]	刘宇, 李鹏飞, 刘翼泽, 孙再成. 碳点作为单一光催化剂的最新进展[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100167 - .
[3]	彭国强, 李秀艳, 李敏, 苏志博, 胡发露, 周国伟. 高效金属-有机框架的工程设计用于光催化CO₂还原[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100164 - .
[4]	张宇航, 李意, 曹玥晗, 帅英杰, 周宇, 周莹. Ir调控中间体生成类型抑制光催化甲烷转化中产物过氧化[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100173 - .
[5]	陈芸, 邓代洁, 徐丽, 朱兴旺, 李赫楠, 孙成明. 共价键调控电荷转移以实现自供能电化学传感平台对重金属离子的灵敏分析[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100144 - .
[6]	黄火帅, 韦之栋, 严嘉玮, 池家晟, 苏千翔, 陈铭夏, 江治, 孙洋洲, 上官文峰. 揭示Zn_xCd_1−xS固溶体光催化析氢中的直接-间接带隙跃迁机制[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100141 - .
[7]	赵呈孝, 李昭霖, 吴东方, 杨小飞. SBA-15模板化共价三嗪框架增强光催化产氢[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100149 - .
[8]	陈轼逸, 付家龙, 裘建平, 常国菊, 郝仕油. 废弃医用口罩衍生的碳量子点增强BiOBr/g-C₃N₄ S型异质结光催化降解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100135 - .
[9]	张凤英, 梅杨林, 蒋毓蔓, 郑申申, 郑凯波, 周莹. 瞬态吸收光谱在太阳能转化利用中的研究进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100118 - .
[10]	王文龙, 郝文韬, 何浪, 乔佳, 李宁, 陈朝秋, 覃勇. 碳量子点/TiO₂ S型异质结的能带和吸附工程促进光催化CO₂甲烷化[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100116 - .
[11]	韦梦兰, 欧晓霞, 王艺濛, 张梦圆, 滕飞, 王凯旋. S型异质结g-C₃N₄/Bi₂WO₆高效降解左氧氟沙星：性能、机理及降解路径[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100105 - .
[12]	李静萍, 严素定, 吴佳曦, 程强, 王楷. LiFePO₄改善无机/有机S型光催化剂的过氧化氢光合作用[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100104 - .
[13]	吴琦, 王长华, 李莹莹, 张昕彤. 增强g-C₃N₄@BN范德华异质结界面上的三重态电子转移增强光催化合成H₂O₂[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100107 - .
[14]	宋亮亮, 梁颢严, 李顺清, 邱报, 刘兆平. 超高比能电池高锰富锂层状氧化物正极材料面临的挑战与解决策略[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100085 - .
[15]	蔡家杰, 程畅, 刘博文, 张建军, 姜传佳, 程蓓. CdS/DBTSO-BDTO S型异质结光催化制氢及其电荷转移动力学[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100084 - .

铜基光催化剂二氧化碳转化研究进展

Insights into the Development of Copper-Based Photocatalysts for CO₂ Conversion

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