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最新统计数据表明，大气中的CO2含量从工业革命前的280 ppm上升到2020年的416 ppm（图1）[2]。CO2的过量排放会带来全球变暖、冰川融化、生物多样性丧失等一系列问题[3, 4]。因此，CO2的转化利用已经迫在眉睫。
迄今为止，已经发展了多种技术可将CO2转化为碳氢化合物或高附加值化学品，主要包括热催化[5,6]、生物催化[7]、光电催化[8, 9]、电催化[10, 11]和光催化还原[12-14]等。 近年来，光催化CO2还原的相关研究日渐增多。相比于传统热催化方法，光催化CO2还原反应具有如下四大优势[17]： ②光催化CO2还原反应中的产物以H2O和CO2为反应原料，易于获取； ④光催化CO2还原反应无二次污染。
光催化CO2还原反应是一个复杂的多步过程。一般情况下，光催化CO2还原反应过程主要涉及如下三个步骤[18]： ②光生电子和光生空穴的分离； 整个光催化CO2还原反应过程可以在纯气相中发生，也可在溶液体系中发生[16]。
目前，光催化CO2还原反应的产物主要包括：C1类产物（CO、CH4、CH3OH、HCOOH）和C2类产物（C2H4、C2H6、C3H6、C2H5OH等）。 ①CO主要可被用作费托合成反应的原料气，用于生产高碳类化学品； ③液态产物CH3OH和HCOOH主要可被用于燃料电池，CH3OH也可作汽油的添加剂； ⑤乙二醇用于聚乙烯对苯二甲酸酯（涤纶的原料）的生产。 现阶段光催化CO2反应主要面临以下几方面挑战[3, 16]： ②光催化CO2还原反应中严重的光生载流子复合； ④与光催化CO2还原反应发生竞争的光催化析氢反应需被有效抑制； ⑥待开发简便的光催化CO2还原反应催化剂合成工艺； 针对以上问题，一方面可以通过设计合成高效催化剂提升光催化CO2还原反应的转化效率和提高目标产物的选择性，另一方面，泊菲莱科技期望与各位专家朋友们进行交流和深入合作，开发设计合理的反应器，通过优化光催化CO2还原反应工艺，积极推动光催化CO2还原反应的相关研究。 |
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