光热协同催化技术在能源领域的应用

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1、化工进展2017年第36卷第7期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·2457·光热协同催化技术在能源领域的应用王丽敏，王利清，张一弛，苏海全（内蒙古大学化学化工学院，内蒙古呼和浩特010021）摘要：光热催化是在光催化的基础上同时加热，或在热催化的基础上同时进行光照以达到共同催化目的的一种新型催化手段，是当前催化领域的研究热点。文章介绍了光热协同催化在能源合成领域的应用，包括光热催化CO加氢、光热催化CO2还原、光热分解水制氢等。研究发现，光催化与热催化耦合

2、确实能够高效驱动反应的进行，明显改善了单一光催化或单一热催化的不足。在催化CO加氢方面，引入光照能明显提高CO的转化效率，同时能够调控烃类产物分布；在催化CO2还原方面，通过调变合适的光热反应条件，能够实现高效地、选择性地将CO2还原为CO、CH4或其他烃类产物；在催化H2O分解制氢方面，在温和条件下提高了产氢效率。与此同时，本文也分析了部分体系的光热协同作用机制以及现阶段研究的不足之处。最后展望了光热催化的发展前景，以期对于光热协同驱动体系的研究起到积极的促进作用。关键词：光热催化；一氧化碳；加氢

3、；二氧化碳；选择催化还原；制氢中图分类号：O643.32文献标志码：A文章编号：1000–6613（2017）07–2457–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-1881PhotothermalsynergisticcatalytictechnologyinenergyfieldWANGLimin，WANGLiqing，ZHANGYichi，SUHaiquan（SchoolofChemistryandChemicalEngineering，InnerMongol

4、iaUniversity，Hohhot010021，InnerMongolia，China）Abstract：Photothermocatalysishaspresentedanoveltechnologywhichintroducessimultaneouslightintothermocatalyticsystemorheatintophotocatalyticsystemforthepurposeofco-catalysis，whichhasbecomepopularincatalysisfi

5、eld.Thispapermainlyreviewschemicalreactionsinthefieldofenergysynthesisundercooperativecatalysiscondition，includingphotothermocatalytichydrogenationofCO，photothermocatalyticCO2reduction，andphotothermalhydrolysis，etc.Thecurrentresultssuggestedthatthecoup

6、lingofphotocatalysisandthermocatalysiscoulddrivereactionmoreefficiently，andovercometheobstaclesexistedinsingle-drivencatalyticsystem.InthefieldofCOhydrogenationreaction，theintroductionofilluminationnotonlycanobviouslyincreasetheCOconversionefficiencybu

7、talsocontrolhydrocarbonproducts’distribution.InthefieldofCO2reduction，itcanbeimplementedthatconvertingCO2intoCO，CH4，orotherhydrocarbonproductsefficientlyandselectivelybymodulatingappropriatephotothermalconditions.Inthefieldofhydrolysisreaction，hydrogen

8、productionefficiencycanbeimprovedundermildconditions.Meanwhile,therelatedphotothermalsynergisticreactionmechanismsandthedeficienciesatthepresentstageinvarioussystemshavebeensummarized.Finally，theprospectsforfuturephotothermalcatalyticst