近期，美国化学会知名学术刊物Nano Letters（IF: 12.712）在线报道了我校张金龙教授和邢明阳副教授课题组与美国加州大学河滨分校Yadong Yin教授课题组的合作研究，论文题为“Modulation of the Reduction Potential of TiO2-x by Fluorination for Efficient and Selective CH4 Generation from CO2 Photoreduction”🙍🏿♀️。
随着经济的快速增长🦸🏻♂️，人类向大气中排放的CO2等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，已引起全球气候变暖等一系列极其严重的环境问题。利用太阳光和光催化技术将CO2还原转化为甲烷等燃料分子, 不仅可以减少空气中CO2的浓度🧟♂️，削弱温室效应的影响，还可以提供多种碳氢燃料，在一定程度上缓解了能源短缺问题。光催化还原CO2需要同时满足两个条件：（1）光子能量必须大于或等于带隙;（2）导带电位比表面电子受体电位更负🥦，价带电位比表面电子供体电位更正🏄🏼♂️，这样才能够实现光催化还原CO2这一反应过程👨🏻🦲。然而👩🏽🎓，单一半导体很难同时具有较强的可见光吸收能力及高的氧化还原电势。为了增强催化剂对可见光的吸收，大部分的改性主要集中在如何减小半导体的禁带宽度上🦹🏽♀️，如对TiO2等光催化剂进行杂质离子掺杂等👮🏻♂️。但是掺杂改性往往以牺牲电子的还原电势或空穴的氧化电势为代价。对于光还原CO2产甲烷的八电子反应来说，动力学过电位（ΔE）的大小直接决定甲烷的产率和选择性（Nature Commun., 2018, 9:1252）🚬。因此，设计既具有强的可见光吸收性能🧑🏻🔬，又同时具有高的甲烷生成https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b00197