中山大學研究奈米結構光觸媒可減碳登國際頂尖期刊

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2023/09/28 14:40:37

聯合報記者徐如宜／高雄即時報導

中山大學研究發現，奈米結構光觸媒的轉化應用有助於減少碳排！光電工程學系助理教授李炫錫以石墨氮化碳（g-C3N4）／三元金屬硫化物硫化銅錫（Cu2SnS3）奈米結構作為光觸媒，利用碳銅與氮銅雙鍵結加乘作用的功能，可有效將二氧化碳轉化為一氧化碳。

「這是全球首次展示石墨氮化碳／硫化銅錫奈米結構光觸媒用於二氧化碳的轉化上。」李炫錫說，此研究有助於光觸媒的進一步開發，並緩解能源需求和全球暖化等環境問題。這項研究成果獲刊國際知名頂尖期刊「應用催化B：環境 Applied Catalysis B: Environmental」。

李炫錫主持中山大學光電系「奈米能源與界面實驗室」，並與陽明交通大學和香港城市大學研究人員合作國際計畫，開發高活性、無毒且長期穩定的光觸媒材料。他指出，雖然早在1978年就有學者利用半導體材料做出光觸媒二氧化碳轉化技術的開創性研究，但高效、選擇性和長期穩定性能的光觸媒開發和設計，在近40年來仍然是艱難的挑戰。

研究團隊透過熱注法，將合成的超薄石墨氮化碳粉末與硫化銅錫奈米粒子複合材料，結合為奈米結構材料。以工程操縱的石墨氮化碳／硫化銅錫奈米複合材料，顯示出每小時每克18.2 μ莫耳數的優異一氧化碳生產率，在波長為500 nm光照下的表觀量子產率為2.2%，這是目前已知的石墨氮化碳／三元金屬硫化物光觸媒材料中最高的。

中山大學表示，相較於其他已知的光觸媒，此研究製備的光觸媒，實現了從二氧化碳轉化為一氧化碳最高的百分之百選擇性產率，透過獨特的氮銅和碳銅雙鍵活化，以有效率的方式產生一氧化碳，製備過程安全、簡單且環保。奈米結構光觸媒可在延長的操作時間內穩定的轉化二氧化碳，並具有高度回收性。此項研究能將大氣中的二氧化碳，轉化為可再生的化學工業原料或燃料。如相關產業或工廠能廣泛應用此種技術，將有助於減少碳排放、實現永續環境綠色能源的可能性。期刊連結

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337323007464。