利用太陽(yáng)能光催化過(guò)程，將溫室氣體二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料，有望降低對(duì)化石燃料的依賴(lài)。光熱催化二氧化碳轉(zhuǎn)化是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的潛在高效途徑，但是目前還亟需能夠更加有效收集和利用太陽(yáng)能的光催化劑。

近日，蘇州大學(xué)功能納米與軟物質(zhì)研究院張曉宏教授、何樂(lè)教授和多倫多大學(xué)Geoffrey A.Ozin教授團(tuán)隊(duì)合作報(bào)道了一種“納米溫室效應(yīng)”增強(qiáng)的新型催化劑結(jié)構(gòu)，大幅提升了光熱轉(zhuǎn)換效率和光熱催化性能。

該催化劑由多孔二氧化硅包裹的鎳納米顆粒組成(Ni p-SiO2)，在光照條件下鎳顆粒迅速被加熱至較高的溫度，而二氧化硅殼層起到了類(lèi)似于地球溫室氣體的作用，減少了鎳催化劑向周?chē)h(huán)境的熱輻射散熱，從而實(shí)現(xiàn)了極高的光熱效應(yīng)。

此外，二氧化硅殼層的空間限域效應(yīng)還增強(qiáng)了鎳納米顆粒在高溫反應(yīng)條件下的抗燒結(jié)和積碳能力，催化劑活性和壽命顯著提升。本工作揭示了影響光熱催化劑效率的新因素，為高效光熱催化體系的設(shè)計(jì)提供了新的思路。

該成果以“Greenhouse-inspired supra-photothermal CO2 catalysis”為題發(fā)表在Nature Energy上。蘇州大學(xué)博士研究生蔡木錦、吳之怡以及博士后李曌是該文的共同第一作者。

本工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金（51920105005,51802208,21902113,51821002,91833303）和江蘇省自然科學(xué)基金（BK20200101）的資助。