煤炭学报

作者：高慧敏, 荆洁颖, 李文英,

关键词：光热催化, CO₂还原, 甲酸, 反应条件, 光热催化剂, 光热反应器,

CO2资源化利用是实现“碳达峰碳中和”目标不可或缺的环节。将CO2催化转化为甲酸是一种有效且最为原子经济的路径，但因CO2热力学性质稳定，导致其不易活化，反应转化率低。为了在温和条件下得到更高的甲酸产率，将光催化与热催化结合。光热催化主要体现在光活化上，通过激发载流子，调控电子注入位置和吸附位点有效活化CO2，热能则增强反应物CO2的吸附、电荷转移和反应速率，激活热活性位点，结合光催化的低能耗、反应条件温和与热催化高效率的优势提高甲酸产率及选择性。目前，光热催化CO2还原制甲酸的主要挑战在于CO2固有的化学稳定性使得CO2转化率低、产物不可控、选择性差等。基于目前对光热催化CO2转化技术的需求，分别介绍了光催化、热催化、光热催化的原理、优势及存在的问题，重点从催化剂改性、反应条件、反应器选择方面综述了光热催化CO2还原制甲酸过程中提高CO2转化率和甲酸选择性的策略，其中重点探讨对于催化剂的改性，包括提高电子−空穴分离程度、调控暴露面比例以及提高CO2的吸附，并阐述了光热催化CO2还原制甲酸需重点攻克的问题。未来研究应综合考虑反应器选择与催化剂设计，通过反应条件的优化，实现高产率甲酸的生产以及光热催化大规模工业应用。

来源：2023年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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