摘要:碳捕获与利用(CCU)对于低碳工业至关重要。在众多技术中,利用可再生电力将CO2与小分子耦合生成高附加值化学品,因其成本效益和可持续性脱颖而出。2025年3月25日,国家纳米科学中心唐智勇在国际知名期刊Advanced Functional Materials
碳捕获与利用(CCU)对于低碳工业至关重要。在众多技术中,利用可再生电力将CO2与小分子耦合生成高附加值化学品,因其成本效益和可持续性脱颖而出。2025年3月25日,国家纳米科学中心唐智勇在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表了题为《Electrifying CO2 Coupling With Small Molecules》的综述论文,Lulu Zuo、Caoyu Yang为论文共同第一作者,唐智勇为论文通讯作者。
唐智勇,国家纳米科学中心研究员,博士生导师。中国科学院院士、科技部973(纳米重大研究计划)首席科学家、基金委创新研究群体项目负责人、国家杰出青年科学基金获得者,国家纳米科学中心主任。先后主持科技部国家863计划项目、科技部973(纳米重大研究计划)项目、中韩国际合作项目、国家自然科学基金委创新研究群体项目、国家自然科学基金委重大研究计划重点支持项目等。
唐智勇院士1971年生,1993年本科毕业于武汉大学;1996年硕士毕业于武汉大学;1999年在中国科学院长春应用化学研究所获理学博士学位;2000年3月-2001年3月、2001年4月-2003年8月及2003年9月-2006年8月先后在瑞士苏黎世联邦高等工业学院、美国俄克拉荷马州立大学及美国密歇根大学从事博士后研究;2006年11月回国加入国家纳米科学中心担任研究员、纳米材料研究室主任;2023年10月任国家纳米科学中心主任,11月当选为中国科学院院士。唐智勇院士长期从事自组装功能纳米材料研究,提出了以纳米粒子为基元自组装构建超粒子,实现了超粒子光学活性的调控及在催化中的应用。研究成果包括完成了组装基元精准制备,发展了纳米组装方法学,提出了超粒子光学活性调控策略,开拓了多级次超粒子在催化中的应用。共发表SCI学术论文400余篇,他引4.4万余次,撰写中英文专著各1部,授权专利55件。在本文中,作者首先强调了近期在催化剂制备策略方面的进展,这些策略旨在提高电化学耦合反应的效率和选择性,包括异质结构催化剂、双金属催化剂、缺陷工程和配位复合物。接着,作者总结了利用原位光谱技术和在线质谱仪对C-N、C-O和C-C耦合反应机制的研究进展。然后,作者强调了电解槽设计以及关于工艺优化和可再生能源整合的技术经济分析。最后,作者还讨论了催化剂优化、反应机制阐明和规模化实施方面的未来挑战。
图1:异质结构催化剂性能测试与理论计算
图2:双金属催化剂的结构表征和性能测试
图3:缺陷工程催化剂的制备过程和反应机理本综述总结了CO2与小分子的电化学耦合反应,重点探讨了催化剂制备、反应机制和电解槽设计对提高CO2转化效率和选择性的影响。作者还展示了多种高效催化剂(如异质结构催化剂、双金属催化剂和缺陷工程催化剂)在CO2耦合反应中的应用,显著提高了尿素、甲酸和碳酸二甲酯等高附加值化学品的合成效率。这些成果不仅推动了CO2资源化利用的技术进步,还为实现低碳工业和可持续化学合成提供了重要的理论和实践基础。
Zuo L., Yang C., Tang Z. Electrifying CO2 Coupling With Small Molecules. Adv. Funct. Mater. (2025), https://doi.org/10.1002/adfm.202502233.
来源:朱老师讲VASP