大气中二氧化碳 (CO 2 ) 浓度的持续增加引发了全球变暖和气候变化,碳中和是人类社会最重要的目标之一。CO 2 的捕获和转化已成为减缓气候变化和减少温室气体排放的研发热门领域。先进材料和工艺在这些努力中发挥着至关重要的作用。在 CO 2 捕获中,目标是捕获来自发电厂、工业过程和运输等各种来源的 CO 2 排放。正在开发多孔材料、膜和溶剂等先进材料以选择性捕获 CO 2。这些材料具有高表面积和特殊性能,能够有效地吸附和分离 CO 2。西波美拉尼亚理工大学的 Karolina 通过热液工艺从甜菜糖蜜中制备碳质材料,然后进行化学活化,并将其用于 CO 2 捕获(Kielbasa)。具有 2005 m 2 g −1 高比表面积和 0.851 cm 3 g −1 总孔体积的活性生物碳在 1 bar 和 0 °C 下对 CO 2 的最高吸附量为 7.1 mmol/g。一旦捕获 CO 2,就可以通过各种过程将其转化为有价值的产品。人们正在探索先进的催化材料,将 CO 2 转化为化学品、燃料和其他有用的产品。例如,CO 2 可以转化为甲醇,甲醇可以用作燃料或作为生产其他化学品的原料。江苏大学的徐等人用溶胶-凝胶法制备了具有 Cu 2 In 合金结构的 Cu 1 In 2 Zr 4 -OC 催化剂,用于 CO 2 加氢制甲醇(宋等人)。他们发现煅烧前后的等离子体处理可以在一定程度上提高 CO 2 加氢活性。尤其是在煅烧前经过等离子体改性的Cu1In2Zr4-O-PC催化剂上,在反应温度270℃、反应压力2MPa、CO2/H2=1/3、GHSV=12000mL/(gh)的条件下,CO2转化率达到13.3%,甲醇选择性达到74.3%,CH3OH时空产率达到3.26mmol/gcat/h。这是因为等离子体改性可以减小粒径,增强Cu和In之间的相互作用,并使Cu的2p轨道结合能移至更低位置。期待先进技术将在制备具有高CO2转化效率和稳定性的材料方面做出巨大贡献。电化学过程(例如电还原)也正在用于CO2转化的研究。曹等人。嘉兴学院教授综述了电催化领域的最新进展
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