《表1 CO2光还原反应的主要产物及对应的还原电极电势(相对于标准氢电极),p H=7水溶液,25℃[20]》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《二维材料在光催化二氧化碳还原中的研究进展》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

与传统的、高耗能的捕获或地质封存等手段相比，实现CO2的资源化是一种更具前景的途径，能同时缓解温室效应和能源危机[3-4].基础研究中已开发出热催化[5-7]、光催化[8-10]、电催化[11-13]、光-电协同催化[14-16]和有机催化转化[17-19]等多种途径将CO2分子转化成高附加值的化学品.其中，以太阳能为驱动力的CO2转化（即光催化CO2还原）具备反应条件温和、环境友好等突出优点.光催化CO2还原是模拟自然界植物的光合作用，利用水（H2O）和CO2制造有机物并释放氧气，因此又被称之为“人工光合成”[3，8].热力学上，CO2极其稳定的分子，C=O双键的解离能高达750 k J·mol-1，显著高于还原产物中C—H键（430 k J·mol-1）和C—C键（336k J·mol-1）的键能，这意味着需要向体系注入大量的能量才能触发CO2的活化与转化过程[8].同时，在CO2分子中，碳元素是处于最高的氧化态（+4价），在反应中根据得电子数目的不同可以获得多种产物[8].如表1所示，在光催化反应中，CO2通常可以被还原成一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、甲酸（HCOOH）或乙醇等多种物质，且伴随着水还原生成氢气的副反应，将显著降低目标产物的选择性[20].因此，从目前的研究现状来看，CO2光还原仍旧面临着转化率低和选择性差的困难.为了获得更高的CO2光还原反应效率，催化剂不仅需要有适宜的能带结构，而且需要通过对其表面结构与电子结构进行优化，提高材料对CO2的吸附与活化能力，抑制副产物的生成[8].