Energy Fuels：锌基催化剂用于催化二氧化碳的光电还原反应

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随着化石能源的不断消耗，空气中的二氧化碳浓度越来越高。将二氧化碳转化为可再生能源或者高附加值的化学品是解决这一问题的途径之一。然而，由于二氧化碳分子中碳氧双键的稳定性，二氧化碳转化的热力学和动力学存在难度。二氧化碳的活化和转化需要设计高效的催化剂。受植物光合作用的启发，人工光合作用可以将二氧化碳转化为燃料或者化学品。本文综述锌基催化剂对二氧化碳光电还原的研究进展。


光催化和光电催化示意图：
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电催化还原二氧化碳可能的机理：
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在催化剂TiO2/ZnO-Fe2O3表面二氧化碳光电还原的重要中间体：
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本文综述了锌基催化剂（包括ZnO, CZTS, ZnSe, ZnTe, CuZn 合金和 Zn卟啉类似物）在二氧化碳光电催化还原中的应用。这些催化剂需要一个很宽的吸光区间，高效的载流子分离，较高的反应活性和选择性，以及较好的稳定性。有很多种方法来优化催化反应的效果，比如：异质结结构的设计，元素掺杂，晶体缺陷的设计，以及表面调控。尽管有了相当多的研究，但是目前在活性、选择性和稳定性上还有很大的提高空间。


Zinc-Based Materials for Photoelectrochemical Reduction of Carbon Dioxide. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.2c01350



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