光催化科技前沿（一）
為給廣大科研工作者提供前沿的行業動態和科研思路，中教金源會不定期推出科技前沿系列，將包括較新有影響力的行業文獻匯總，各個研究領域綜述，實驗儀器方法使用總結。
參考文獻均為采用中教金源產品發表的文章。
這是首期文獻前沿匯總，包含了光電催化，光催化還原CO2，環境吸附系列。
光電催化系列：
| 水裂解產氫是獲得清潔化氫能源的重要手段，光電化學水裂解雖然歷經數十年研究，仍然存在一系列問題。其中一個瓶頸問題就是，缺乏、穩定、廉價易得的光電極，無法同時滿足、穩定、低成本三大指標。 有鑒于此，瑞士洛桑聯邦理工學院Michael Gr?tzel和Jingshan Luo團隊報道了一種基于Cu2O納米線的廉價、、穩定的光電陰極。研究人員首先制備Cu2O納米線，然后同軸包裹Ga2O3納米線，構建包覆于內的p-n結，之后通過ALD策略同軸包裹TiO2保護層，得到光電陰極材料。 這種光電陰極可在整個可見光區捕獲太陽光（超過600 nm），外部產氫量子產率接近80%。起始光電流超過+1V（vs RHE），光電流密度可達到10 mA cm-2（0 V，vs RHE）。 |
文章信息：
Pan, L.; Kim, J. H.; Mayer, M. T.; Son, M.-K.; Ummadisingu, A.; Lee, J. S.; Hagfeldt, A.; Luo, J.; Gr?tzel, M., Boosting the performance of Cu2O photocathodes for unassisted solar water splitting devices. Nature Catalysis 2018, 1 (6), 412-420.
光催化還原CO2系列：
| 甲醇具有較高的體積能量密度，是重要的化工原料及能源載體，有望在未來取代石油和天然氣等傳統化石燃料。熱催化二氧化碳加氫是工業上制備甲醇的重要途徑之一，為了實現較高的選擇性和產率，該熱催化反應必須在高壓條件下進行。常壓條件下二氧化碳加氫合成甲醇仍是一個巨大的挑戰。此外，如果能夠利用太陽光驅動該反應，將可再生太陽能轉化為化學能，儲存于甲醇中，對于解決能源危機和減緩溫室效應具有重要的意義。然而，現有光催化材料常壓條件下催化二氧化碳加氫合成甲醇的產率還遠遠低于實際應用的需求。 蘇州大學張曉宏教授團隊與多倫多大學Geoffrey Ozin教授團隊合作在光催化還原二氧化碳領域的前端研究成果，報道了富缺陷棒狀氧化銦納米晶超結構能夠實現常壓條件下光催化二氧化碳加氫合成甲醇，其催化活性是已報道較高活性的120倍，并具有較高的選擇性（50%）和穩定性，為發展常壓條件下光催化二氧化碳加氫合成甲醇的技術提供了新的思路。 |
文章信息：
Wang, L.; Ghoussoub, M.; Wang, H.; Shao, Y.; Sun, W.; Tountas, A. A.; Wood, T. E.; Li, H.; Loh, J. Y. Y.; Dong, Y.; Xia, M.; Li, Y.; Wang, S.; Jia, J.; Qiu, C.; Qian, C.; Kherani, N. P.; He, L.; Zhang, X.; Ozin, G. A., Photocatalytic Hydrogenation of Carbon Dioxide with High Selectivity to Methanol at Atmospheric Pressure. Joule.
| NO2是非常常見的空氣污染物。過去人們開發了很多材料，諸如分子篩，介孔硅，金屬氧化物，活性炭等，來吸附NO2，但是這些材料對NO2吸附的能力有限，且NO2非常活潑，很容易與這些客體材料發生作用，進而發生不可逆的吸附作用。此外，對于NO2與客體材料表面位點之間的相互作用以及納孔中NO2-NO2之間的相互作用，目前機理仍不明確，鮮有實驗證據。 MOFs作為一種熱門的固體吸附劑，可以從空氣中分離水，從乙烯中分離乙炔等，但是目前還沒有報告研究MOFs對NO2的等溫吸附。 本文報道的MFM-300(Al)材料，表現出的可逆吸附NO2的性能（常溫常壓下可以吸附14.1?mmol?g?1）。這種材料不論在干燥潮還是濕條件下，甚至是SO2和CO2存在的條件下，均可以高選擇性吸附NO2（5000 to <1 ppm）。吸附NO2的 MFM-300(Al) 材料可以在不損失結晶性和孔道結構的前提下*重生。 |
文章信息：
Han, X.; Godfrey, H. G. W.; Briggs, L.; Davies, A. J.; Cheng, Y.; Daemen, L. L.; Sheveleva, A. M.; Tuna, F.; McInnes, E. J. L.; Sun, J.; Drathen, C.; George, M. W.; Ramirez-Cuesta, A. J.; Thomas, K. M.; Yang, S.; Schr?der, M., Reversible adsorption of nitrogen dioxide within a robust porous metal–organic framework. Nature Materials 2018.
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