随着当今工业的快速发展，CO₂的大量排放引起的温室效应造成的环境污染已经引起全球科学家的高度关注，如何处理CO₂进而降低温室效应已成为当今社会亟待解决的一个关键问题。在这种情况下，利用太阳能将CO₂转化成高附加值化工燃料被认为是一种能减轻日益严重的环境污染和能源危机的有效途径。但是，目前大多数光催化剂还原CO₂的效率仍然较低，这主要是由于光催化还原CO₂过程的中间体如CO·ˉ或者COOH*自由基的活化能较高以及光生载流子的快速复合引起的。因此，探索有效的促进CO₂吸附和活化、抑制光生电荷复合的策略对于实现CO₂的高效转化具有极其重要的科学意义。

近期，化学与材料工程学院李慧泉教授课题组通过溶剂热策略，制备了富含硫空位的三维网络结构硫化镉-乙二胺杂化纳米线(V_S-R-CdS/EDA NW)，在新型光催化剂研制方面取得进展。该工作实现了高效可见光驱动还原CO₂生产合成气性能(CO: 115.6 μmol·g^-1·h^-1、H₂: 959.4 μmol·g^-1·h^-1)，并达到良好的稳定性，使生产的合成气可通过后续费托反应制备烃类或高附加值精细化学品。

(a)V_S-R-CdS/EDA NW的合成示意图；(b)SEM图像；(c)TEM图像；(d)电子衍射花样图像；(e) HRTEM图像；

(f)V_S-R-CdS/EDA在图(e)中所示区域的伪彩图像；(g)V_S-R-CdS/EDA NW的EDS谱图

该工作提出的三维结构、有机分子修饰和空位工程的协同调控策略为开发新型高效光催化剂提供了新思路，也为太阳能光催化还原CO₂生产高附加值化学品提供了有效方法。相关研究成果近期发表在Applied Catalysis B: Environmental(JCR一区TOP、IF=19.503)期刊上。论文的第一作者是化学与材料工程学院的硕士研究生田潼，通讯作者是化学与材料工程学院李慧泉教授。

近年来，学院坚决贯彻落实学校“131计划”，高度重视“科研及应用服务工程”，坚持以问题为导向，不断提升学院科研水平和服务地方经济发展能力，持续为高水平大学建设做出贡献。

（撰稿/图片：李慧泉 学院审核：盛良全）

论文信息：

CdS/ethylenediamine nanowires 3D photocatalyst with rich sulfur vacancies for efficient syngas production from CO₂ photoreduction.

Tong Tian, Xiaoyan Jin, Neng Guo, Huiquan Li, Yan Han, Yupeng Yuan.

Applied Catalysis B: Environmental 308 (2022) 121227