來源：《大連日?qǐng)?bào)》第1版 首版
發(fā)布時(shí)間：2025-09-07
本報(bào)訊（大連新聞傳媒集團(tuán)記者謝小芳）近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所王峰研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合意大利的里雅斯特大學(xué)Paolo Fornasiero教授等人在光催化氫氣異裂領(lǐng)域取得新進(jìn)展，發(fā)展了光催化策略，實(shí)現(xiàn)了常溫氫氣異裂。相關(guān)成果于北京時(shí)間9月5日發(fā)表在《科學(xué)》（Science）上。
加氫反應(yīng)是化學(xué)工業(yè)中的重要反應(yīng)之一，大約四分之一的化工反應(yīng)過程都涉及至少一步加氫反應(yīng)。加氫反應(yīng)的核心步驟之一是氫氣活化，包括均裂和異裂兩種機(jī)制。其中，氫氣異裂產(chǎn)生極性的氫物種，具有反應(yīng)活性高、對(duì)極性官能團(tuán)選擇性加氫的特點(diǎn)，使得許多重要化工產(chǎn)品的生成速率提高并減少副反應(yīng)。團(tuán)隊(duì)突破了此前發(fā)展的光生電子和空穴“單獨(dú)”引發(fā)半反應(yīng)的光催化轉(zhuǎn)化方式，提出利用光生電子和空穴構(gòu)建空間鄰近正負(fù)電荷中心，以此實(shí)現(xiàn)常溫條件下氫氣異裂。隨后，用惰性的二氧化碳還原反應(yīng)驗(yàn)證了這種光誘導(dǎo)氫氣異裂的優(yōu)勢(shì)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的氫物種可以在常溫下把惰性的二氧化碳全部轉(zhuǎn)化，產(chǎn)物只有乙烷，再通過串聯(lián)乙烷轉(zhuǎn)化為乙烯的裝置，可以把二氧化碳還原為乙烯，乙烯收率>99%，催化劑可以穩(wěn)定運(yùn)行超過1500小時(shí)不失活。
王峰表示：“以氫氣和二氧化碳為原料，制備乙烷、乙烯等高附加值產(chǎn)品，能夠大幅降低傳統(tǒng)加氫過程的能耗，減少二氧化碳排放。未來將深入進(jìn)行反應(yīng)工藝研究，發(fā)展出光與光熱耦合的工業(yè)化技術(shù)路徑，為現(xiàn)代煤化工的升級(jí)轉(zhuǎn)型提供新模式?！?/p>
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