近日，我校动力工程及工程热物理在站博士后姜志锋博士在能源与燃料领域顶级期刊Energy & Environmental Science (IF: 30.067)上在线发表论文“Nature-Based Catalyst for Visible-Light-Driven Photocatalytic CO₂ Reduction” (Energy Environ. Sci., 2018, 11, 2382-2389)。该论文是姜志锋博士与香港中文大学、武汉理工大学以及广东工业大学等合作完成，江苏大学为该论文的第一完成单位。

　　近年来，生物质碳材料因成本低廉、导电性好及具有三维网络多孔结构等独特性质引起了研究者的关注，在光电化学、能量储存、以及分离科学等领域都有广泛研究。在各种生物材料碳材料中，具有均匀碳骨架的花粉衍生材料由于其大孔隙体积、高表面积和独特的3D网络结构而备受关注。与传统的化学合成法相比，生物质衍生材料的制备过程也更加经济环保。基于此，该项工作制备了一种非金属生物质碳材料--分级改性油菜花粉(TRP)作为可见光还原CO₂的催化剂。以廉价易得的油菜花粉为前驱体，通过去核，甲醛固定以及浓酸碳化等步骤获得杂原子掺杂的生物质碳材料。所合成的生物质碳材料催化剂在不使用助催化剂或牺牲试剂的情况下，一氧化碳(CO)的生成速率可达到488.4 μmol·h^-1·g^-1，选择性可达到98.3%，420 nm处量子效率超过6.7%。且TRP催化剂的CO生成速率远高于常见的光催化剂，如g-C₃N₄(16.6μmol·h^-1·g^-1，高29.4倍)和P25 TiO₂ (19.1μmol·h^-1·g^-1，高25.6倍)。其催化活性是已报道的碳基光催化剂还原CO₂体系中最高的。原位傅里叶变换红外光谱分析揭示甲酸是主要的中间体。所合成的天然可持续光催化剂可以为设计具有突出的可见光驱动还原CO₂性能的非金属催化剂提供新的视角。

　　该研究工作获得国家自然科学基金项目等的资助。(能源研究院)