近日(ri)，188bet足球化(hua)學與材料(liao)科(ke)學學院和(he)合(he)肥微尺度物(wu)質科(ke)學國家研究(jiu)中心曾(ceng)杰教授課題組(zu)利用組(zu)分可調的硫(liu)硒化(hua)鎘合(he)金(jin)納(na)米(mi)棒(bang)作(zuo)為催(cui)化(hua)劑，高效電(dian)還(huan)原(yuan)二氧(yang)化(hua)碳(tan)為合(he)成氣。這種硫(liu)硒化(hua)鎘合(he)金(jin)納(na)米(mi)棒(bang)的催(cui)化(hua)劑，在二氧(yang)化(hua)碳(tan)電(dian)還(huan)原(yuan)反應中表現出高活性和(he)高穩定性，并且能(neng)夠(gou)在很寬的范圍內調控合(he)成氣的組(zu)成比(bi)例。該成果(guo)以“Achieving the widest range of syngas proportions at high current density over cadmium sulphoselenide nanorods in CO2electroreduction”為題，1月9日發表(biao)在《先(xian)進材料》雜志上（Adv. Mater. 2018, doi:10.1002/adma.201705872），論文的(de)共(gong)同第(di)一作者是博(bo)士研究生何(he)嶸和碩士研究生張安。
合(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)，即(ji)一氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)和(he)氫氣(qi)的(de)(de)(de)混合(he)氣(qi)，是石油(you)化(hua)工中重要的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)原(yuan)料。對于不同的(de)(de)(de)化(hua)工過(guo)程中，所需要的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)的(de)(de)(de)最優(you)組(zu)成(cheng)(cheng)比(bi)例也不同。傳統制備合(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)的(de)(de)(de)方法包括煤的(de)(de)(de)氣(qi)化(hua)和(he)天然氣(qi)的(de)(de)(de)重整，都(dou)需要消耗不可(ke)再生能源。與(yu)之相(xiang)反，利(li)用二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)和(he)水作為原(yuan)料，在(zai)水溶液中電還(huan)原(yuan)二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)，是可(ke)持續(xu)地制備合(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)的(de)(de)(de)理想(xiang)方法。然而目前電還(huan)原(yuan)二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)的(de)(de)(de)催化(hua)劑很(hen)難在(zai)保證高電流密度的(de)(de)(de)同時(shi)，在(zai)很(hen)寬(kuan)的(de)(de)(de)范圍(wei)內調(diao)控合(he)成(cheng)(cheng)氣(qi)的(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)(cheng)比(bi)例。
針對(dui)這個問題(ti)，研究(jiu)人(ren)員利用液相(xiang)合成技(ji)術，近期設計并(bing)合成出組分(fen)可調的(de)硫硒化(hua)(hua)鎘合金納米棒(bang)催化(hua)(hua)劑。研究(jiu)人(ren)員發現，該催化(hua)(hua)劑中(zhong)的(de)硒含量越(yue)高，反應中(zhong)氫(qing)的(de)中(zhong)間體越(yue)多，合成氣(qi)產物中(zhong)氫(qing)氣(qi)組分(fen)的(de)比例也越(yue)高。研究(jiu)表明，在過(guo)電位-1.2 V時，產(chan)物(wu)合成氣中的一氧化碳和氫(qing)氣之比可以(yi)在4:1和1:4之(zhi)間自由(you)調整。同(tong)時，不(bu)管是何(he)種(zhong)組成(cheng)比例(li)的合(he)成(cheng)氣，其電流密度均超過(guo)25 mA/cm-2。另(ling)外(wai)，在連續(xu)使用該催(cui)化劑10個小(xiao)時的穩定(ding)性(xing)測(ce)試中，電(dian)流密(mi)度基(ji)本(ben)保持穩定(ding)，產物合成(cheng)(cheng)氣的組成(cheng)(cheng)比例也基(ji)本(ben)沒有變(bian)化。
該項研(yan)究(jiu)得到了中科院前沿科學重(zhong)(zhong)點研(yan)究(jiu)項目(mu)、國家重(zhong)(zhong)大188bet金宝搏在线計(ji)劃、國家自(zi)然科學基金等(deng)項目(mu)的資助(zhu)。
硫硒(xi)化鎘(ge)合金納(na)米棒電還原二氧化碳產合成(cheng)氣(qi)示意圖