11月11日上午，受我校化學與材料科學學院胡軍成教授的邀請，德國慕尼黑工業大學Jennifer Strunk教授在我校化學與材料科學學院七號樓109學術報告廳做了題為“Photocatalysis: Why do we need completely new methodologies?”的學術報告。
講座現場 譚德山攝
半個多世紀以來，人們一直在對光催化反應，如水分解、二氧化碳還原或有機合成，進行深入研究。然而，進展有限，產品產量往往不超過毫摩爾范圍。在這次演講中，Jennifer Strunk教授展示了其在最近的研究中經常被忽視的許多關鍵參數，如合成和反應條件的影響、雜質的存在或異常的反應途徑。
報告第一部分，Jennifer Strunk教授展示了合成參數（如攪拌速率或剝離策略）如何影響光催化劑的形態和活性；還探討了載體中有機和無機雜質的存在如何導致錯誤的結論。這將有助于我們在光催化研究中提出可靠且可重復的研究方法。
報告第二部分詳細地介紹光催化還原二氧化碳。Jennifer Strunk教授利用高純度氣相光反應器和紅外光譜技術，揭示了TiO2 P25在反應過程中的許多機理細節。主要產物CH4只能通過涉及C2中間體（如乙酸或乙醛）的途徑形成，而C1機制只能導致CO形成。光強烈影響二氧化碳的吸附，這可能是第一個基本步驟。盡管含碳產物的形成明顯來自二氧化碳，但氧氣不會逸出，而是儲存在TiO2體中。用放氧共催化劑改性TiO2，可以得到能夠在氣固系統中整體分解水的光催化劑，但不會形成含碳產物。令人驚訝的是，從二氧化碳到甲烷的反應途徑不是后續的還原事件鏈，還涉及光生空穴，因此這兩個半反應在TiO2上是不可分割的。解吸限制可能是產物量有限的另一個原因。總之，需要新的材料組合（如Z方案）來正確分離半反應。此外，她建議進行光熱聯合催化反應，而不是室溫下的純光催化反應。對于后者，使用工業型Cu/ZnO/Al2O3催化劑取得了有希望的結果。報告結束后，Jennifer Strunk教授同在座師生就光催化反應中存在的問題和挑戰進行了討論和交談。
作者：譚德山 責編：王立 審核：祁帆 發布：艾麗菲拉 發布時間：2024-11-13
