光催化氢气异裂技术突破 - 中国科学院大连化学物理研究所团队联合意大利的里雅斯特大学在光催化氢气异裂领域取得新进展 实现常温条件下氢气异裂[1] - 研究成果于9月5日发表在《科学》杂志上 采用金/二氧化钛模型催化剂通过紫外光激发形成空间邻近束缚态电子-空穴对[2] - 该技术使氢气异裂效率随紫外光增强而提高 突破传统需要高温高压条件的限制[2] 氢气活化机制特性 - 氢气活化包括均裂和异裂两种机制 均裂为两个氢原子各带一个电子 异裂则产生一个富电子氢原子和一个缺电子氢原子[1] - 氢气异裂能产生极性氢物种 可提高约四分之一化工反应中重要产品的生成速率并减少副反应[1][2] - 传统氢气异裂需要较高温度和压力 消耗大量能源并增加安全风险[2] 二氧化碳转化应用成果 - 团队用二氧化碳还原反应验证光诱导氢气异裂优势 常温下将惰性二氧化碳全部转化为乙烷[3] - 通过串联装置将二氧化碳近乎完全还原为乙烯 催化剂稳定运行超过1500小时不失活[3] - 以氢气和二氧化碳为原料制备乙烷/乙烯等高附加值产品 大幅降低传统加氢过程能耗并减少二氧化碳排放[3] 工业应用前景 - 该技术为现代煤化工升级转型提供新模式 未来将发展光与光热耦合的工业化技术路径[3] - 可实现常温条件下加氢反应 降低能源消耗和安全风险 助力碳资源优化利用[2][3]