記者15日從中國科學技術大學了解到, 該校的合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料科學學院曾傑教授課題組, 利用組分可調的硫硒化鎘合金納米棒作為催化劑, 高效電還原二氧化碳為合成氣. 這種硫硒化鎘合金納米棒的催化劑, 在二氧化碳電還原反應中表現出高活性和高穩定性, 並且能夠在很寬的範圍內調控合成氣的組成比例. 該成果日前發表在國際著名的《先進材料》雜誌上.
合成氣, 即一氧化碳和氫氣的混合氣, 是石油化工中重要的合成原料. 對於不同的化工過程, 所需合成氣的最優組成比例也不同. 傳統製備合成氣的方法包括煤的氣化和天然氣的重整, 都需要消耗不可再生能源. 與之相反, 利用二氧化碳和水作為原料, 在水溶液中電還原二氧化碳, 是可持續地製備合成氣的理想方法. 然而目前電還原二氧化碳的催化劑很難在保證高電流密度的同時, 在很寬的範圍內調控合成氣的組成比例.
針對這一問題, 研究人員利用液相合成技術, 近期設計併合成出組分可調的硫硒化鎘合金納米棒催化劑. 研究人員發現, 該催化劑中的硒含量越高, 反應中氫的中間體越多, 合成氣產物中氫氣組分的比例也越高. 研究表明, 在過電位-1.2V時, 產物合成氣中的一氧化碳和氫氣之比可以在4∶1和1∶4之間自由調整.
另外, 在連續使用該催化劑10個小時的穩定性測試中, 電流密度基本保持穩定, 產物合成氣的組成比例也基本沒有變化.
