光催化CO2转化为碳氢燃料体系的综述

doi:10.3866/PKU.WHXB201409303

摘要/Abstract

摘要：

传统化石能源燃烧产生CO₂引起的地球变暖和能源短缺已经成为一个严重的全球性问题. 利用太阳光和光催化材料将CO₂还原为碳氢燃料, 不仅可以减少空气中CO₂浓度, 降低温室效应的影响, 还可以提供碳氢燃料, 缓解能源短缺问题, 因此日益受到各国科学家的高度关注. 本文综述了光催化还原CO₂为碳氢燃料的研究进展, 介绍了光催化还原CO₂的反应机理, 并对现阶段报道的光催化还原CO₂材料体系进行了整理和分类, 包括TiO₂光催化材料, ABO₃型钙钛矿光催化材料, 尖晶石型光催化材料, 掺杂型光催化材料, 复合光催化材料, V、W、Ge、Ga基光催化材料及石墨烯基光催化材料. 评述了各种材料体系的特点及光催化性能的一些影响因素. 最后对光催化还原CO₂的研究前景进行了展望.

关键词: 光催化材料, 半导体, 二氧化碳, 还原, 二氧化钛

Abstract:

Increasing global warming and energy shortage caused by traditional fossil energy combustion to carbon dioxide (CO₂) has become a significant global issue in view of humans' continuing development. The photocatalytic reduction of CO₂ produced from hydrocarbon fuels using solar light and semiconductor photocatalytic materials could not only decrease the concentration of carbon dioxide in the atmosphere and thus reduce the greenhouse warming effect, but also provide hydrocarbon fuels to partially alleviate the energy shortage crisis. Hence, the photocatalysis technique has attracted considerable attention in industry and academic areas. In this paper, the fundamental principles of heterogeneous photocatalysis and the recent progress in the photocatalytic reduction of CO₂ to hydrocarbon fuels are introduced and reviewed. Based on previous reports in the field of photocatalysis research, the main types of semiconductors capable of photocatalytic reduction of carbon dioxide can be summarized as follows: pure TiO₂ photocatalysts, ABO₃ perovskite-structured photocatalysts, spinel-structured photocatalysts, doped oxide photocatalysts, composite semiconductor photocatalysts, V-, W-, Ge-, Ga-based photocatalysts, and graphene-based photocatalysts. In addition, the characteristics of various photocatalytic materials and some factors affecting photocatalytic activities are reviewed and analyzed. Finally, the prospects and challenges for developing new photocatalysts for CO₂ reduction are presented.

Key words: Photocatalyst, Semiconductor, Carbon dioxide, Reduction, TiO₂

蓝奔月, 史海峰. 光催化CO₂转化为碳氢燃料体系的综述[J]. 物理化学学报, 2014, 30(12), 2177-2196. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409303

LAN Ben-Yue, SHI Hai-Feng. Review of Systems for Photocatalytic Conversion of CO₂ to Hydrocarbon Fuels[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30(12), 2177-2196. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409303

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201409303

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2014/V30/I12/2177

参考文献

(1) Halmann, M. Nature 1978, 275, 115. doi: 10.1038/275115a0
(2) Inoue, T.; Fujishima, A.; Konishi, S.; Honda, K. Nature 1979, 277, 637. doi: 10.1038/277637a0
(3) Lo, C. C.; Hung, C. H.; Yuan, C. S.;Wu, J. F. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2007, 91, 1765. doi: 10.1016/j.solmat.2007.06.003
(4) Li, G.; Ciston, S.; Saponjic, Z. V.; Chen, L.; Dimitrijevic, N. M.; Rajh, T.; Gray, K. A. J. Catal. 2008, 253, 105. doi: 10.1016/j.jcat.2007.10.014
(5) Ko?í, K.; Obalová, L.; Matějová, L.; Plachá, D.; Lacný, Z.; Jirkovský, J.; olcová, O. Appl. Catal. B: Environ. 2009, 89, 494. doi: 10.1016/j.apcatb.2009.01.010
(6) Chen, L.; Graham, M. E.; Li, G.; Gentner, D. R.; Dimitrijevic, N. M.; Gray, K. A. Thin Solid Films 2009, 517, 5641. doi: 10.1016/j.tsf.2009.02.075
(7) Schulte, K. L.; DeSario, P. A.; Gray, K. A. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 97, 354. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.04.017
(8) Wang, P. Q.; Bai, Y.; Liu, J. Y.; Fan, Z.; Hu, Y. Q. Catal. Commun. 2012, 29, 185. doi: 10.1016/j.catcom.2012.10.010
(9) Truong, Q. D.; Le, T. H.; Liu, J.; Chung, C.; Ling, Y. Appl. Catal. A: Gen. 2012, 437, 28.
(10) Pathak, P.; Meziani, M. J.; Li, Y.; Cureton, L. T.; Sun, Y. P. Chem. Commun. 2004, 1234.
(11) Tseng, I. H.;Wu, J. C. S. Catal. Today 2004, 97, 113. doi: 10.1016/j.cattod.2004.03.063
(12) Zhang, Q. H.; Han,W. D.; Hong, Y. J.; Yu, J. G. Catal. Today 2009, 148, 335. doi: 10.1016/j.cattod.2009.07.081
(13) Yui, T.; Kan, A.; Saitoh, C.; Koike, K.; Ibusuki, T.; Ishitani, O. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 2594. doi: 10.1021/am200425y
(14) Hou,W. B.; Hung,W. H.; Pavaskar, P.; Goeppert, A.; Aykol, M.; Cronin, S. B. ACS Catal. 2011, 1, 929.
(15) Ola, O.; Liu, D.; Mackintosh, S. Appl. Catal. B: Environ. 2012, 126, 172. doi: 10.1016/j.apcatb.2012.07.024
(16) Qin, S. Y.; Xin, F.; Liu, Y. D.; Yin, X. H.; Ma,W. J. Colloid Interface Sci. 2011, 356, 257. doi: 10.1016/j.jcis.2010.12.034
(17) Tan, J. Z. Y.; Fernández, Y.; Liu, D.; Maroto-Valer, M.; Bian, J. C.; Zhang, X.W. Chem. Phys. Lett. 2012, 531, 149. doi: 10.1016/j.cplett.2012.02.016
(18) Liu, D.; Fernández, Y.; Ola, O.; Mackintosh, S.; Maroto-Valer, M.; Parlett, C. M. A.; Lee, A. F.;Wu, J. C. S. Catal. Commun. 2012, 25, 78. doi: 10.1016/j.catcom.2012.03.025
(19) Wang,W. N.; An,W. J.; Ramalingam, B.; Mukherjee, S.; Niedzwiedzki, D. M.; Gangopadhyay, S.; Biswas, P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11276. doi: 10.1021/ja304075b
(20) Xie, S. J.;Wang, Y.; Zhang, Q. H.; Fan,W. Q.; Deng,W. P.; Wang, Y. Chem. Commun. 2013, 49, 2451. doi: 10.1039/c3cc00107e
(21) Mao, J.; Ye, L. Q.; Li, K.; Zhang, X. H.; Liu, J. Y.; Peng, T. Y.; Zan, L. Appl. Catal. B: Environ. 2014, 144, 855. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.08.027
(22) Yu, D. H.; Liao, S. J.; Jiang, G. D. Ind. Catal. 2003, 11 (6), 48. [余灯华, 廖世军, 江国东. 工业催化, 2003, 11 (6), 48.]
(23) Tang, Y.; Jia, L. S.; Fang,W. P.; Li, Q. B.; Hong, J. Q.; Ye, M. L. Bulletin of the Chinese Ceramic Society 2008, 27 (4), 672. [唐勇, 贾立山, 方维平, 李清彪, 洪金庆, 叶美玲. 硅酸盐通报, 2008, 27 (4), 672.]
(24) Jia, L. S.; Li, J. J.; Fang,W. P. Catal. Commun. 2009, 11, 87. doi: 10.1016/j.catcom.2009.08.016
(25) Teramura, K.; Okuoka, S.; Tsuneoka, H.; Shishido, T.; Tanaka, T. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 96, 565. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.03.021
(26) Shi, H. F.;Wang, T. Z.; Chen, J.; Zhu, C.; Ye, J. H.; Zou, Z. G. Catal. Lett. 2011, 141, 525. doi: 10.1007/s10562-010-0482-1
(27) Shi, H. F.; Zou, Z. G. J. Phys. Chem. Solids 2012, 73, 788. doi: 10.1016/j.jpcs.2012.01.026
(28) Li, P.; Quyang, S. X.; Xi, G. C.; Kako, T.; Ye, J. H. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 7621. doi: 10.1021/jp210106b
(29) Li, P.; Ouyang, S.; Zhang, Y.; Kako, T.; Ye, J. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 1185. doi: 10.1039/c2ta00260d
(30) Yin, X. H.; Dong, H. Z.; Li, H. L.; Qin, S. Y.; Sui, D. D. Chemical Research and Application 2012, 24 (7), 1041. [尹晓红, 董虹志, 李会亮, 秦士跃, 隋丹丹. 化学研究与应用, 2012, 24 (7), 1041.]
(31) Sui, D. D.; Yin, X. H.; Dong, H. Z.; Qin, S. Y.; Chen, J. S.; Jiang,W. L. Catal. Lett. 2012, 142, 1202. doi: 10.1007/s10562-012-0876-3
(32) Li, H. L. Preparation of Pervoskite Oxides and Their Performances in Photocatalytic Reduction of CO₂ to Methyl Formate. Master Dissertation, Tianjin University of Technology, Tianjin, 2012. [李会亮. 钙钛矿型复合金属氧化物制备及光催化还原CO₂ 为有机酯的性能研究[D]. 天津: 天津理工大学, 2012.]
(33) Matsumoto, Y.; Obata, M.; Hombo, J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2950. doi: 10.1021/j100062a035
(34) Yan, S. C.; Ouyang, S. X.; Gao, J.; Yang, M.; Feng, J. Y.; Fan, X. X.;Wan, L. J.; Li, Z. S.; Ye, J. H.; Zhou, Y.; Zou, Z. G. Angew. Chem. Int. Edit. 2010, 49, 6400. doi: 10.1002/anie.201003270
(35) Xu, P. C.; Xue, L. M.; Sun, Y.;Wu, L. H.; Hu, P. Guangzhou Chemical Industry 2010, 38 (5), 150. [许普查, 薛丽梅, 孙杨, 吴灵慧, 胡佩. 广州化工, 2010, 38 (5), 150.]
(36) Xue, L. M.; Chen, B.; Zhang, F. H. Journal of Heilongjiang Institute of Science and Technology 2012, 22 (3), 256. [薛丽梅, 陈彬, 张风华. 黑龙江科技学院学报, 2012, 22 (3), 256.]
(37) Xu, Y. J.; Xu, P. C. Chemical Engineering & Equipment 2012, 6, 10. [徐迎节, 许普查. 化学工程与装备, 2012, 6, 10.]
(38) Guo, L. M.; Kuang, Y. J.; Yang, X. D.; Yu, Y. L.; Yao, J. H.; Cao, Y. A. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29 (2), 397. [郭丽梅, 匡元江, 杨晓丹, 于彦龙, 姚江宏, 曹亚安. 物理化学学报, 2013, 29 (2), 397.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201211161
(39) Guo, L. M.; Kuang, Y. J.; Yang, X. D.; Yu, Y. L.; Yao, J. H.; Cao, Y. A. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29 (7), 1558. [郭丽梅, 匡元江, 杨晓丹, 于彦龙, 姚江宏, 曹亚安. 物理化学学报, 2013, 29 (7), 1558.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201304161
(40) Yan, S. C.;Wang, J. J.;Wang, N. Y.; Yu, H.; Li, Z. S.; Zhou, Y.; Zou, Z. G. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 758. doi: 10.1002/adfm.v23.6
(41) Zahng, C. Z. The Preparation and Photocatalytic Reduction of CO₂ with H₂O of CdS/TiO₂ Photocatalyst. Master Dissertation, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 2012. [张传照. CdS/TiO₂ 的制备及其光催化转化CO₂-H₂O 的性能研究[D]. 上海: 上海交通大学, 2012.]
(42) Slamet; Nasution, H.W.; Purnama, E.; Kosela, S.; Gunlazuardi, J. Catal. Commun. 2005, 6, 313.
(43) Fan, J.; Liu, E. Z.; Zeng, B.; Hu, X. Y.; Chen, G. L.; Yuan, J. J. Petrochemical Technology 2009, 38 (7), 789. [樊君, 刘恩周, 曾波, 胡晓云, 陈国亮, 原俊杰. 石油化工, 2009, 38 (7), 789.]
(44) Chao, X. Y.; Zhang, N. Environ. Chem. 2010, 29 (3), 481. [晁显玉, 张宁. 环境化学, 2010, 29 (3), 481.]
(45) Ko?í, K.; Matěj?, K.; Obalová, L.; Krej?íková, S.; Lacný, Z.; Plachá, D.; ?apek, L.; Hospodková, A.; Šolcová, O. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 96, 239. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.02.030
(46) Ko?í, K.; Zatloukalová, K.; Obalová, L.; Krej?íková, S.; Lacný, Z.; ?apek, L. Chin. J. Catal. 2011, 32, 812. doi: 10.1016/S1872-2067(10)60199-4
(47) Krej?íková, S.; Matějová, L.; Ko?í, K.; Obalová, L.; Matěj, Z.; ?apek, L.; Šolcová, O. Appl. Catal. B: Environ. 2012, 111 -112, 119.
(48) Li, H. L.; Yin, X. H. New Chemical Materials 2012, 40 (8), 79. [李会亮, 尹晓红. 化工新型材料, 2012, 40 (8), 79.]
(49) Manzanares, M.; Fàbrega, C.; Ossó, J. O.; Vega, L. F.; Andreu, T.; Morante, J. R. Appl. Catal. B: Environ. 2014, 150 -151, 57.
(50) Wang, Y. G.;Wang, F.; Chen, Y. T.; Zhang, D. F.; Li, B.; Kang, S. F.; Li, X.; Cui, L. F. Appl. Catal. B: Environ. 2014, 147, 602. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.09.036
(51) Fujishima, A.; Zhang, X. T.; Tryk, D. A. Surf. Sci. Rep. 2008, 63 (12), 515. doi: 10.1016/j.surfrep.2008.10.001
(52) Hussain, S. T.; Khan, K.; Hussain, R. J. Nat. Gas Chem. 2009, 18, 383. doi: 10.1016/S1003-9953(08)60133-4
(53) Zhang, Q. Y.; Li, Y.; Ackerman, E. A.; Gajdardziska-Josifovska, M.; Li, H. L. Appl. Catal. A: Gen. 2011, 400, 195. doi: 10.1016/j.apcata.2011.04.032
(54) Tsai, C.W.; Chen, H. M.; Liu, R. S.; Asakura, K.; Chan, T. S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 10180. doi: 10.1021/jp2020534
(55) Xue, L. M.; Bai, X. F.; Zhang, F. H. Minning and Metallurgical Engineering 2012, 31 (1), 84. [薛丽梅, 白雪峰, 张风华. 矿冶工程, 2012, 31 (1), 84.]
(56) Zhao, Z. H.; Fan, J. M.;Wang, J. Y.; Li, R. F. Catal. Commun. 2012, 21, 32. doi: 10.1016/j.catcom.2012.01.022
(57) Suzuki, T. M.; Nakamura, T.; Saeki, S.; Matsuoka, Y.; Tanaka, H.; Yano, K.; Kajino, T.; Morikawa, T. J. Mater. Chem. 2012, 22, 24584. doi: 10.1039/c2jm33980c
(58) Varghese, O. K.; Paulose, M.; LaTempa, T. J.; Grimes, C. A. Nano Lett. 2009, 9, 731. doi: 10.1021/nl803258p
(59) Li, X. K.; Zhuang, Z. J.; Li,W.; Pan, H. Q. Appl. Catal. A: Gen. 2012, 429 -430, 31.
(60) Zhang, Q. Y.; Gao, T. T.; Andino, J. M.; Li, Y. Appl. Catal. B: Environ. 2012, 123 -124, 257.
(61) Linsebigler, A. L.; Lu, G. Q.; Yates, J. T. Chem. Rev. 1995, 95, 735. doi: 10.1021/cr00035a013
(62) Yu, L. S. Physics of Semiconductor heterojunction, 2nd ed.; Science Press: Beijing, 2006. [虞丽生. 半导体异质结物理,第2 版. 北京: 科学出版社, 2006.]
(63) Guan, G. Q.; Kida, T.; Harada, T.; Isayama, M.; Yoshida, A. Appl. Catal. A: Gen. 2003, 249, 11. doi: 10.1016/S0926-860X(03)00205-9
(64) Pan, P.W.; Chen, Y.W. Catal. Commun. 2007, 8, 1546. doi: 10.1016/j.catcom.2007.01.006
(65) Shi, D. X.; Feng, Y. Q.; Zhong, S. H. Catal. Today 2004, 98, 505. doi: 10.1016/j.cattod.2004.09.004
(66) Nguyen, T. V.;Wu, J. C. S. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2008, 92, 864. doi: 10.1016/j.solmat.2008.02.010
(67) Li, Y.;Wang,W. N.; Zhan, Z. L.;Woo, M. H.;Wu, C. Y.; Biswas, P. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 100, 386. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.08.015
(68) Wang, C. J.; Thompson, R. L.; Baltrus, J.; Matranga, C. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 48. doi: 10.1021/jz9000032
(69) Xi, G. C.; Ouyang, S. X.; Ye, J. H. Chem. -Eur. J. 2011, 17, 9057. doi: 10.1002/chem.v17.33
(70) Asi, M. A.; He, C.; Su, M. H.; Xia, D. H.; Lin, L.; Deng, H. Q.; Xiong, Y.; Qiu, R. L.; Li, X. Z. Catal. Today 2011, 175, 256. doi: 10.1016/j.cattod.2011.02.055
(71) Li, H. L.; Lei, Y. G.; Huang, Y.; Fang, Y. P.; Xu, Y. H.; Zhu, L.; Li, X. J. Nat. Gas Chem. 2011, 20, 145. doi: 10.1016/S1003-9953(10)60166-1
(72) Yuan, Y. P.; Cao, S.W.; Liao, Y. S.; Yin, L. S.; Xue, C. Appl. Catal. B: Environ. 2013, 140 -141, 164.
(73) Cao, S.W.; Liu, X. F.; Yuan, Y. P.; Zhang, Z. Y.; Liao, Y. S.; Fang, J.; Loo, S. C. J.; Sum, T. C.; Xue, C. Appl. Catal. B: Environ. 2014, 147, 940. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.10.029
(74) Li, X.; Liu, H. L.; Luo, D. L.; Li, J. T.; Huang, Y.; Li, H. L.; Fang, Y. P.; Xu, Y. H.; Zhu, L. Chem. Eng. J. 2012, 180, 151. doi: 10.1016/j.cej.2011.11.029
(75) Song, G. X.; Xin, F.; Chen, J. S.; Yin, X. H. Appl. Catal. A: Gen. 2014, 473, 90. doi: 10.1016/j.apcata.2013.12.035
(76) Truong, Q. D.; Liu, J. Y.; Chung, C. C.; Ling, Y. C. Catal. Commun. 2012, 19, 85. doi: 10.1016/j.catcom.2011.12.025
(77) Zhang, J. L.; Minagawa, M.; Ayusawa, T.; Natarajan, S.; Yamashita, H.; Matsuoka, M.; Anpo, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104 (48), 11501. doi: 10.1021/jp002513y
(78) Anpo, M.; Yamashita, H.; Ikeue, K.; Fujii, Y.; Zhang, S. G.; Ichihashi, Y.; Park, D. R.; Suzuki, Y.; Koyano, K.; Tatsumi, T. Catal. Today 1998, 44, 327. doi: 10.1016/S0920-5861(98)00206-5
(79) Lin,W. Y.; Han, H. X.; Frei, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18269. doi: 10.1021/jp040345u
(80) Hwang, J. S.; Chang, J. S.; Park, S. E.; Ikeue, K.; Anpo, M. Top. Catal. 2005, 35 (3-4), 311. doi: 10.1007/s11244-005-3839-8
(81) Yamashita, H.; Fujii, Y.; Ichihashi, Y.; Zhang, S. G.; Ikeue, K.; Park, D. R.; Koyano, K.; Tatsumi, T.; Anpo, M. Catal. Today 1998, 45, 221. doi: 10.1016/S0920-5861(98)00219-3
(82) Ikeue, K.; Yamashita, H.; Anpo, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8350. doi: 10.1021/jp010885g
(83) Yang, H. C.; Lin, H. Y.; Chien, Y. S.;Wu, J. C. S.;Wu, H. H. Catal. Lett. 2009, 131, 381. doi: 10.1007/s10562-009-0076-y
(84) Tahir, M.; Amin, N. S. Appl. Catal. B: Environ. 2013, 142 -143, 512.
(85) Hou,W. Q.; Liu, E. Z.; Yang, B. Y.; Fan, J.; Hu, X. Y. Chem. Ind. Eng. Prog. 2011, 30, 270. [侯文倩, 刘恩周, 杨彬亚,樊君, 胡晓云. 化工进展, 2011, 30, 270.]
(86) Liu, E. Z. Research on Photocatalytic Reduction of CO₂ over Nano-TiO₂ Modified by Rare earth Free Upcoversion Luminescent Muterial under Visible Light Irraliation. Ph. D. Dissertation, Northwest University, Xi'an, 2012. [刘恩周. 非稀土上转换发光材料改性纳米TiO₂可见光催化还原CO₂研究[D]. 西安: 西北大学, 2012.]
(87) Zhao, Z. H.; Fan, J. M.; Xie, M. M.;Wang, Z. Z. J. Clean. Prod. 2009, 17, 1025. doi: 10.1016/j.jclepro.2009.02.016
(88) Wang, Q.;Wu,W.; Chen, J. F.; Chu, G.W.; Ma, K.; Zou, H. K. Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 2012, 409, 118. doi: 10.1016/j.colsurfa.2012.06.010
(89) Wang, Y. G.; Li, B.; Zhang, C. L.; Cui, L. F.; Kang, S. F.; Li, X.; Zhou, L. H. Appl. Catal. B: Environ. 2013, 130 -131, 277.
(90) Ong,W. J.; Gui, M. M.; Chai, S. P.; Mohamed, A. R. RSC Adv. 2013, 3, 4505. doi: 10.1039/c3ra00030c
(91) Ko?í, K.; Matějová, L.; Reli, M.; ?apek, L.; Matějka, V.; Lacný, Z.; Kustrowski, P.; Obalová, L. Catal. Today 2014, 230, 20. doi: 10.1016/j.cattod.2013.10.002
(92) Shi, H. F.; Chen, G. Q.; Zhang, C. L.; Zou, Z. G. ACS Catal. 2014, 4, 3637.
(93) Liu, Y. Y.; Huang, B. B.; Dai, Y.; Zhang, X. Y.; Qin, X. Y.; Jiang, M. H.; Whangbo, M. H. Catal. Commun. 2009, 11, 210. doi: 10.1016/j.catcom.2009.10.010
(94) Mao, J.; Peng, T. Y.; Zhang, X. H.; Li, K.; Zan, L. Catal. Commun. 2012, 28, 38. doi: 10.1016/j.catcom.2012.08.008
(95) Li, P.; Zhou, Y.; Tu,W. G.; Liu, Q.; Yan, S. C.; Zou, Z. G. ChemPlusChem 2013, 78, 274. doi: 10.1002/cplu.201200289
(96) Zhou, Y.; Tian, Z. P.; Zhao, Z. Y.; Liu, Q.; Kou, J. H.; Chen, X. Y.; Gao, J.; Yan, S. C.; Zou, Z. G. ACS Appl. Mater. Inter. 2011, 3, 3594. doi: 10.1021/am2008147
(97) Chen, X. Y.; Zhou, Y.; Liu, Q.; Li, Z. D.; Liu, J. G.; Zou, Z. G. ACS Appl. Mater. Inter. 2012, 4, 3372. doi: 10.1021/am300661s
(98) Cheng, H. F.; Huang, B. B.; Liu, Y. Y.;Wang, Z. Y.; Qin, X. Y.; Zhang, X. Y.; Dai, Y. Chem. Commun. 2012, 48, 9729. doi: 10.1039/c2cc35289c
(99) Xi, G. C.; Ouyang, S. X.; Li, P.; Ye, J. H.; Ma, Q.; Su, N.; Bai, H.;Wang, C. Angew. Chem. 2012, 124, 2445. doi: 10.1002/ange.v124.10
(100) Park, H. A.; Choi, J. H.; Choi, K. M.; Lee, D. K.; Kang, J. K. J. Mater. Chem. 2012, 22, 5304. doi: 10.1039/c2jm30337j
(101) Liu, Q.; Zhou, Y.; Kou, J. H.; Chen, X. Y.; Tian, Z. P.; Gao, J.; Yan, S. C.; Zou, Z. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14385. doi: 10.1021/ja1068596
(102) Liu, Q.; Zhou, Y.; Ma, Y.; Zou, Z. G. RSC Adv. 2012, 2, 3247. doi: 10.1039/c2ra20186k
(103) Liu, Q.; Zhou, Y.; Tian, Z. P.; Chen, X. Y.; Gao, J.; Zou, Z. G. J. Mater. Chem. 2012, 22, 2033. doi: 10.1039/c1jm14122h
(104) Yan, S. C.; Yu, H.;Wang, N. Y.; Li, Z. S.; Zou, Z. G. Chem. Commun. 2012, 48, 1048. doi: 10.1039/c1cc16185g
(105) Yan, S. C.;Wang, J. J.; Gao, H. L.;Wang, N. Y.; Yu, H.; Li, Z. S.; Zhou, Y.; Zou, Z. G. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1839. doi: 10.1002/adfm.v23.14
(106) Li, X.; Chen, J. T.; Li, H. L.; Li, J. T.; Xu, Y. T.; Liu, Y. J.; Zhou, J. R. J. Nat. Gas Chem. 2011, 20, 413. doi: 10.1016/S1003-9953(10)60212-5
(107) Chen, J. S.; Xin, F.; Qin, S. Y.; Yin, X. H. Chem. Eng. J. 2013, 230, 506. doi: 10.1016/j.cej.2013.06.119
(108) Jiang,W. L.; Yin, X. H.; Xin, F.; Bi, Y. D.; Liu, Y.; Li, X. Appl. Surf. Sci. 2014, 288, 138. doi: 10.1016/j.apsusc.2013.09.165
(109) Liang, Y. T.; Vijayan, B. K.; Gray, K. A.; Hersam, M. C. Nano Lett. 2011, 11, 2865. doi: 10.1021/nl2012906
(110) Tu,W. G.; Zhou, Y.; Gao, J.; Liu, Q.; Tian, Z. P.; Zhang, H. T.; Liu, J. G.; Zou, Z. G. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1215. doi: 10.1002/adfm.v22.6
(111) Tu,W. G.; Zhou, Y.; Liu, Q.; Yan, S. C.; Bao, S. S.;Wang, X. Y.; Xiao, M.; Zou, Z. G. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 1743. doi: 10.1002/adfm.v23.14
(112) Baeissa, E. S. Ceram. Int. 2014, 40, 12431. doi: 10.1016/j.ceramint.2014.04.094
(113) Hsu, H. C.; Shown, I.;Wei, H. Y.; Chang, Y. C.; Du, H. Y.; Lin, Y. G.; Tseng, C. A.;Wang, C. H.; Chen, L. C.; Lin, Y. C.; Chen, K. H. Nanoscale 2013, 5, 262. doi: 10.1039/c2nr31718d
(114) Kumar, P.; Kumar, A.; Sreedhar, B.; Sain, B.; Ray, S. S.; Jain, S. L. Chem. Eur. J. 2014, 20, 6154. doi: 10.1002/chem.201304189
(115) Kumar, P.; Sain, B.; Jain, S. L. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 11246. doi: 10.1039/c4ta01494d
(116) Lv, X. J.; Fu,W. F.; Hu, C. Y.; Chen, Y.; Zhou,W. B. RSC Adv. 2013, 3, 1753. doi: 10.1039/c2ra21283h
(117) Li, X. S.;Wang, Q.; Zhao, Y. B.;Wu,W.; Chen, J. F.; Meng, H. J. Colloid Interface Sci. 2013, 411, 69. doi: 10.1016/j.jcis.2013.08.050
(118) Tan, L. L.; Ong,W. J.; Chai, S. P.; Mohamed, A. R. Nanoscale Res. Lett. 2013, 8, 465. doi: 10.1186/1556-276X-8-465
(119) Wang, A.; Li, X. S.; Zhao, Y. B.;Wu,W.; Chen, J. F.; Meng, H. Powder Technol. 2014, 261, 42. doi: 10.1016/j.powtec.2014.04.004
(120) An, X. Q.; Li, K. F.; Tang, J.W. ChemSusChem 2014, 7, 1086. doi: 10.1002/cssc.201301194
(121) Yu, J. G.; Jin, J.; Cheng, B.; Jaroniec, M. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 3407.

[1]	洪佳楠, 许辰宇, 刘烟, 黎昌棋, 王梦琳, 张彦威. 通过边缘活性位点调控解析光热催化中析氢与二氧化碳还原的界面竞争[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100099 - .
[2]	袁乐汪, 彭垚垚, 管宗杰, 方煜. 二维共价有机框架作为光催化剂在有机合成中的研究进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(8): 100086 - .
[3]	杨雪琦, 赵俊涛, 叶家伟, 周德森, 狄廷敏, 张军. 调节NNU-55(Fe)的d带中心以增强CO₂吸附和光催化活性[J]. 物理化学学报, 2025, 41(7): 100074 - .
[4]	张红红, 魏振, HaoDerek, 敬林, 刘雨溪, 戴洪兴, 魏伟钦, 邓积光. 非均相催化CO₂与烃类协同催化转化的最新进展[J]. 物理化学学报, 2025, 41(7): 100073 - .
[5]	宋相海, 刘晓颖, 任智祥, 刘想, 汪梅, 吴元锋, 周伟强, 朱志, 霍鹏伟. 氮掺杂显著提升BiOBr光催化还原CO₂性能研究[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100055 - .
[6]	李朋, 崔元映, 王中辽, DawsonGraham, 邵春风, 代凯. CeO₂/Bi₁₉Br₃S₂₇ S型异质结的高效界面电荷转移用于增强光催化CO₂还原[J]. 物理化学学报, 2025, 41(6): 100065 - .
[7]	董雪, 孙晓甫, 贾帅强, 韩世涛, 周达伟, 姚婷, 王敏, 方明慧, 吴海虹, 韩布兴. 碳修饰的铜催化剂实现安培级电流电化学还原CO₂制C₂₊产物[J]. 物理化学学报, 2025, 41(3): 100024 - .
[8]	陈润华, 吴琼, 罗婧宸, 祖小龙, 朱姗, 孙永福. 缺陷态二维超薄材料用于光/电催化CO₂还原的基础与展望[J]. 物理化学学报, 2025, 41(3): 100019 - .
[9]	马浩桐, 衡明宇, 许杨, 毕炜, 缪应纯, 肖舒宁. 微波合成铜负载的碳掺杂氮化硼光催化材料及其大气浓度下CO₂还原性能研究[J]. 物理化学学报, 2025, 41(11): 100132 - .
[10]	霍怡廷, 周欣, 赵非凡, 艾陈斌, 吴珍, 常志东, 朱必成. TiO₂/CdS S型异质结促进光催化CO₂甲烷化及其飞秒瞬态吸收光谱机理研究[J]. 物理化学学报, 2025, 41(11): 100148 - .
[11]	Rohit Kumar, Anita Sudhaik, Aftab Asalam Pawaz Khan, Van Huy Neguyen, Archana Singh, Pardeep Singh, Sourbh Thakur, Pankaj Raizada. 设计串联S型光催化体系：机理见解、表征技术与应用[J]. 物理化学学报, 2025, 41(11): 100150 - .
[12]	程康娟, 刘春晓, 王友鹏, 江秋, 郑婷婷, 李旭, 夏川. 用于电合成过氧化氢的贵金属催化剂和反应器设计[J]. 物理化学学报, 2025, 41(10): 100112 - .
[13]	秦露冰, 孙芳, 李美银, 范浩, 王立开, 唐青, 王春栋, 唐正华. 原子精确的(AgPd)₂₇团簇用于硝酸盐电还原制氨：一种配体诱导策略来调控金属核[J]. 物理化学学报, 2025, 41(1): 100008 - .
[14]	刘晓菲, 王贺, 陶力, 任伟民, 吕小兵, 张文珍. 磷酸苄酯和亚磷酸苄酯衍生物与二氧化碳的电化学羧化反应[J]. 物理化学学报, 2024, 40(9): 2307008 - .
[15]	孔燕, 危伟, 徐乐凯, 陈晨. 电催化氮集成二氧化碳还原反应合成有机氮化合物[J]. 物理化学学报, 2024, 40(8): 2307049 - .

光催化CO₂转化为碳氢燃料体系的综述

Review of Systems for Photocatalytic Conversion of CO₂ to Hydrocarbon Fuels

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0