今日直播！温室气体的光催化转化观瞻：井立强、唐军旺带来最前沿成果分享

什么是“光催化”？

无论是在生活设施还是在科技前沿的探索中，我们都能经常见到光催化技术的身影。“光催化”是指将二氧化碳还原成甲烷，乙烷等的碳氢化合物的过程，其中产生的碳氢化合物可作为稳定、高效、清洁的能源而被再度利用。这一过程有效促进了“碳循环”，将大气中过多的二氧化碳消解和转化。因而，产学界也对光催化的相关学术研究给予厚望。

光氧化还原催化和有机催化代表了分子活化的两个重要领域，它们分别在无机和有机化学领域得到了广泛的应用。如何高效地将温室气体转化为碳氢化合物，也是学术研究的瓶颈所在。今日EcoMat系列研讨会也将聚焦于二氧化碳及甲烷的光催化和转化，来自黑龙江大学的井立强教授，以及来自伦敦大学学院的唐军旺教授，将深入解读他们的相关研究。欢迎大家积极 名，共同聆听！

研讨会时间

日期：2022年04月20日 （今日）

时间：15:30 - 17:30（北京时间）

参与方式

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https://gcb.h5.xeknow.com/sl/1K2j4e

特邀主讲人

井立强 教授

黑龙江大学

井立强，黑龙江大学教授。2003年获哈尔滨工业大学环境工程博士学位，2004年至2006年在吉林大学物理化学专业完成博士后研究。2010年在英国伦敦帝国理工学院Durrant教授课题组做访问学者。他的研究方向是用于环境修复和能源生产的纳米结构半导体光催化，以及用于环境分析的光传感器，以及空间和时间分辨（原位）光物理技术（如光电压和光吸收方法）研究电荷动力学的发展详细探索固有的材料结构-性能关系。

告题目：电荷转移用于光催化CO2还原

光催化是一种未来能源生产和环境净化最具潜力的先进技术之一。实现有效的光催化非常需要极大地增强光生电荷分离。近年来，基于以下主要科学问题，已成功开发了两种主要的策略来调节电荷分离。首先，以透过耦合宽带隙纳米氧化物，如SnO2，所引入的能量平台可以接受来自窄带隙纳米氧化物，如BiVO4和g-C3N4的激发电子，从而延长载流子寿命，从而提高可见光驱动的二氧化碳转化和污染物降解催化活性。在这些情况下，考虑界面处的紧密接触尺寸匹配和纳米级贵金属耦合作为助催化剂是非常可行的。其次，利用金属酞菁等金属有机配位聚集体所设计并制备的新型窄带隙氧化物基Z型异质结纳米复合材料能作为用于高效制氢和转化二氧化碳宽的可见光驱动的光催化剂，特别是合理地引入的与中心金属或单原子金属的助催化剂以促进电荷诱导反应。同时，通过开发有效的时间分辨（原位）光物理技术来研究电荷动力学，详细探索了催化机理。这些工作将为改进光催化用于能源生产和环境修复提供可行的途径。

唐军旺 教授

伦敦大学学院

唐军旺教授，欧洲科学院院士，英国皇家科学院与Leverhulme Trust基金会高级研究奖得主，2021年化学工程师 Andrew 奖章得主，英国皇家化学会会士，伦敦大学学院材料研究中心主任，材料化学和工程材料首席教授。

将甲烷转化为高价值化学品的光催化反应

甲烷作为一种温室气体，其效力是二氧化碳的近 80 倍，而其储量则远远超过煤炭、石油和天然气的总和。因此，甲烷转化不仅涉及环境问题，而且与高价值化学品生产/清洁能源供应有关，在过去几十年中一直引起人们的极大兴趣。然而，CH4活化是能量密集型的并且在动力学上非常具有挑战性，因此甲烷活化被视为催化化学过程中的“圣杯”。光催化为在非常温和的条件下激活这种小分子提供了具有成本效益的潜力，而实现这一潜力是一个巨大的挑战。

受我们对无机半导体光催化中电荷动力学的研究成果的启发，表明反应效率低是由于无机半导体的快速电荷复合和大带隙，以及最近关于原子催化的发现，我们开发了光催化甲烷转化为甲醇的新材料策略。

固定在 TiO2光催化剂上的高度分散的原子级铁物质显示出优异的甲烷转化活性，通过一步化学过程在环境条件下操作对醇的选择性约为 97%。这种光催化剂也非常稳定，有望成为甲烷升级的有吸引力的工业过程。还详细研究了铁物种的主要功能。此外，我们设计了一个相对高效的甲烷到 C2 的流动系统，实现了该领域的基准结果。此外，由于在紫外光下负载在 ZnO 上的 Au 和 Cu 助催化剂之间的协同作用，或在可见光照射下负载在 Pd 和氧空位修饰的 In2O3上的 Au 和 Cu 助催化剂之间的协同作用，可以通过光催化甲烷转化以近 100% 的选择性生产 C1 含氧化合物。

主持嘉宾

在本次研讨会中，特设有圆桌讨论环节，我们邀请了西湖大学的张彪彪教授担任主持，并分享自己在科研之路上的见解。期待你的参与！

张彪彪 教授

西湖大学

张彪彪，1987年生，山东枣庄人。2009年毕业于曲阜师范大学，获得理学学士学位；2009-2015年在大连理工大学攻读工学博士学位，师从李斐教授。2015-2020年在瑞典皇家理工学院化学系从事博士后研究，合作导师为中国科学院院士（外籍），瑞典皇家工程院院士，人工光合作用领域专家孙立成教授。研究领域涉及配位化学，催化化学，材料表界面与新能源的交叉学科。2020年5月入职西湖大学理学院，西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心，组建分子催化与分子材料实验室，任特聘研究员（独立PI / 博士生导师）。

EcoMat简介

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