記者從中南大學(xué)獲悉，該校劉敏教授團(tuán)隊(duì)和加拿大Edward Sargent教授、臺灣科技大學(xué)黃炳照教授等團(tuán)隊(duì)合作，首次從金屬量子點(diǎn)中“捕獲”二氧化碳，使二氧化碳還原效率提升200%以上，大大提升了碳循環(huán)利用效率。相關(guān)成果日前發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《焦耳》上。

        據(jù)悉，利用電化學(xué)還原，在溫和可控的條件下，將二氧化碳還原為有用的碳?xì)淙剂虾突瘜W(xué)品，是“捕獲”大氣中二氧化碳、解決其循環(huán)利用的有效途徑。然而，這一途徑的實(shí)現(xiàn)，卻受限于催化劑難覓之困。

        通訊作者劉敏介紹，有一類名為“量子點(diǎn)”的重要低維半導(dǎo)體材料，其含有大量可導(dǎo)致光電性能下降的“缺陷點(diǎn)位”。這些“缺陷”，恰好能改善催化劑活性。只是，這種特性很難在常規(guī)金屬催化劑中被利用。此次，三方團(tuán)隊(duì)合作，通過將硫化物量子點(diǎn)原位電化學(xué)還原，實(shí)現(xiàn)了高倍率金屬空位量子點(diǎn)的制備，并將其應(yīng)用在了二氧化碳還原領(lǐng)域。這種量子點(diǎn)衍生的催化劑，保持了3—5納米的尺寸大小，但其金屬空位高達(dá)20%，并在金屬量子點(diǎn)中呈現(xiàn)良好的原子級分散，從而為二氧化碳還原反應(yīng)提供了合適的原子結(jié)構(gòu)與電子結(jié)構(gòu)。在數(shù)百小時的二氧化碳還原反應(yīng)中，它均保持了良好的催化活性，性能超出現(xiàn)有催化劑兩倍以上。此外，通過驗(yàn)證，該類催化劑在多種金屬，如金、銀、銅、鉛等均有良好普適性，有望在二氧化碳循環(huán)利用中帶來潛在應(yīng)用。