記者從中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所獲悉，近日，該研究所王峰研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合意大利的里雅斯特大學(xué)研究人員在光催化氫氣異裂領(lǐng)域取得新進(jìn)展，發(fā)展了光催化策略，實(shí)現(xiàn)了常溫氫氣異裂。相關(guān)成果于北京時間9月5日在國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表。
加氫反應(yīng)是化學(xué)工業(yè)中的重要反應(yīng)之一，大約四分之一的化工反應(yīng)過程都涉及至少一步加氫反應(yīng)。加氫反應(yīng)的核心步驟之一是氫氣活化，包括均裂和異裂兩種機(jī)制。其中，氫氣異裂指的是把氫氣裂解為帶正電荷（質(zhì)子）和負(fù)電荷（氫負(fù)離子）的兩個氫物種。氫氣異裂產(chǎn)生的活性氫可以使得一些重要化工產(chǎn)品的生成速率提高，并減少副反應(yīng)。但是，氫氣異裂一般需要高溫和高壓，會增加反應(yīng)能耗，并且氫氣容易爆炸，這樣就增加了安全隱患。如何在常溫條件下實(shí)現(xiàn)氫氣高效異裂成為科學(xué)家們探索的目標(biāo)。
本工作中，研究團(tuán)隊(duì)提出利用光生電子和空穴構(gòu)建空間鄰近正負(fù)電荷中心，以此實(shí)現(xiàn)常溫條件下氫氣異裂。
科研人員表示，以氫氣和二氧化碳為原料，制備乙烷、乙烯等高附加值產(chǎn)品，能夠大幅降低傳統(tǒng)加氫過程的能耗，減少二氧化碳排放，助力碳資源優(yōu)化利用。未來，科研團(tuán)隊(duì)將深入進(jìn)行反應(yīng)工藝研究，希望以此為基礎(chǔ)，發(fā)展出光與光熱耦合的工業(yè)化技術(shù)路徑，為現(xiàn)代煤化工的升級轉(zhuǎn)型提供新模式。
