近日，我校能源材料與化工學(xué)院鄧崇海團(tuán)隊(duì)在針對(duì)溫室氣體二氧化碳資源化轉(zhuǎn)化為高附加值合成氣（甲烷）方面取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表于工程材料類(lèi)國(guó)際權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一區(qū)TOP，影響因子13.2），題為《Interfacial engineering of 0D/3D CeO2/BA nanoarchitectures for highly efficient and selective CO2 photo-reduction to CH4 based on full-spectrum solar-energy utilization》。

本研究實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)的高值化利用，為碳中和目標(biāo)提供了新材料解決方案。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地利用農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物筍衣為原料，構(gòu)建出由超薄納米片組裝而成的三維蜂窩狀生物質(zhì)炭氣凝膠，再通過(guò)綠色微波輔助液相化學(xué)反應(yīng)技術(shù)將富含氧空位的零維氧化鈰量子點(diǎn)精準(zhǔn)錨定其上，研制出一種新型0D/3D分級(jí)維納異質(zhì)結(jié)構(gòu)且具有全光譜響應(yīng)的新型復(fù)合光催化材料。系統(tǒng)研究揭示了該光催化體系具有太陽(yáng)能全光譜吸收、光生載流子高效空間分離及光熱協(xié)同催化等協(xié)同作用機(jī)制。

優(yōu)化的CeO2/BA復(fù)合材料表現(xiàn)出卓越的光催化CO2還原性能，在模擬太陽(yáng)光照射下，其CH4和CO的產(chǎn)率分別達(dá)到115.12 μmol·g?1·h?1和32.47 μmol·g?1·h?1，分別是純CeO2的142倍和12倍，且CH4選擇性高達(dá)78.1%，優(yōu)于已報(bào)道的非貴金屬基CeO2復(fù)合光催化劑。此外，該材料在多次循環(huán)實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與催化耐久性。該研究開(kāi)創(chuàng)了“廢棄農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源化利用+太陽(yáng)能全光譜驅(qū)動(dòng)+CO2高效轉(zhuǎn)化合成氣”三位一體的技術(shù)路線(xiàn)，具有原料成本低、制備工藝綠、催化效率高等綜合優(yōu)勢(shì)，為開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定、低成本的全光譜驅(qū)動(dòng)CO2轉(zhuǎn)化催化系統(tǒng)提供了新思路，在太陽(yáng)能燃料制備領(lǐng)域具有重要的科學(xué)價(jià)值與應(yīng)用潛力。

論文第一作者為合肥大學(xué)2022級(jí)材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)研究生許銳，鄧崇海教授為第一通訊作者，合肥大學(xué)為第一完成單位。研究工作得到了安徽省高校優(yōu)秀科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和南開(kāi)大學(xué)先進(jìn)能源材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168876.

來(lái)源：能源材料與化工學(xué)院 科研處 編輯：程敏 預(yù)審：胡坤宏 審核：賈峰