近60年來(lái)，大氣CO₂濃度陡然上升，過(guò)量排放的CO₂引發(fā)了海水酸化、冰川融化、海平面上升等一系列環(huán)境問(wèn)題，嚴格控制碳排放量已成為國內外政府與各級環(huán)境組織關(guān)注的焦點(diǎn)。與此同時(shí)，CO₂又是一種廉價(jià)、無(wú)毒且可再生的C₁資源，將其轉化為高附加值的碳基化學(xué)品，如烴、醇、酰胺、碳酸酯和羧酸等，減少對化石資源的過(guò)度依賴(lài)，是解決上述環(huán)境問(wèn)題、實(shí)現可持續發(fā)展的有效手段。與CO、HCOOH、CH₃OH、CH₄等C₁產(chǎn)物相比，C₂₊產(chǎn)品具有更高的能量密度和經(jīng)濟價(jià)值，是CO₂高值轉化領(lǐng)域追求的目標。然而，CO₂基C₂₊產(chǎn)品的制備更具挑戰，對催化劑也提出了更高要求。因此，高效催化劑的設計與可控制備是當前面臨的主要問(wèn)題。

中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所氣體催化與分離團隊陳亮研究員長(cháng)期致力于催化功能導向的原子級分散金屬催化劑的設計制備及其在CO₂高值催化轉化中的應用（Adv. Mater. 2020, 32, 2001300; Nat. Commun. 2020, 11, 5478; Adv. Mater. 2021, 33, 2103186; Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2102152; Appl. Catal. B: Environ. 2022, 313, 121463; Nano Lett. 2022, 22, 8381; Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2204391）。近日，該團隊受邀在國際知名期刊Advanced Materials上發(fā)表題為“Atomically Dispersed Metal Catalysts for the Conversion of CO₂ into High-Value C₂₊ Chemicals”的綜述文章（Adv. Mater. 2024, DOI:10.1002/adma.202310912）。

在該綜述中，作者概述了原子分散金屬催化劑在光/電/熱催化CO₂高值轉化領(lǐng)域的研究現狀（圖1），對催化劑的合成方法、表征手段進(jìn)行了歸納，重點(diǎn)介紹了影響CO₂基C₂₊產(chǎn)物選擇性和制備效率的關(guān)鍵因素，并從催化劑結構調控、催化反應機制探索、CO₂保氧轉化路線(xiàn)開(kāi)發(fā)、CO₂來(lái)源篩選、產(chǎn)物制備效率提升等方面，對當前催化CO₂制備C₂₊產(chǎn)品面臨的挑戰和機遇進(jìn)行了詳細討論，以拓展原子級分散金屬催化劑在制備CO₂基C₂₊產(chǎn)品方面的新思路。

上述工作得到了中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目（ZDBSLYJSC021）、國家自然科學(xué)基金（22101288）、浙江省自然科學(xué)基金重大項目（LD21E020001）、浙江省“領(lǐng)雁”攻關(guān)項目（2022C01158）、浙江省自然科學(xué)基金（LQ22B010005）、寧波市“甬江引才工程”科技創(chuàng )新/創(chuàng )新團隊（2021A-036-B）、寧波市科技新2025重大專(zhuān)項計劃項目（2022Z205）、寧波市自然科學(xué)基金（2021J202）、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )的支持。

圖1 原子級分散金屬催化劑在光/電/熱催化制備CO₂基C₂₊產(chǎn)品領(lǐng)域中的應用

（氫能與儲能材料技術(shù)實(shí)驗室? 楊其浩）

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