將二氧化碳轉(zhuǎn)化為可持續(xù)燃料的過程

碳排放，碳中和，碳達(dá)峰，核心都是圍繞著二氧化碳排放問題。二氧化碳被認(rèn)為是全球變暖的最大元兇。雖然可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品，但傳統(tǒng)的熱方法依賴于來自化石燃料的氫。開發(fā)基于光催化和電催化的替代方法，利用可持續(xù)的太陽能和豐富的無所不在的水是很重要的。最近，研究人員通過將陽光照射到沉積在光活化材料上的單個銅原子上，成功地將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇，這一發(fā)現(xiàn)為創(chuàng)造新的綠色燃料鋪平了道路。

來自諾丁漢大學(xué)化學(xué)學(xué)院、伯明翰大學(xué)、昆士蘭大學(xué)和烏爾姆大學(xué)的一個國際研究小組設(shè)計了一種材料，由銅錨定在納米晶體氮化碳上。銅原子嵌套在納米晶體結(jié)構(gòu)中，這使得電子可以從氮化碳轉(zhuǎn)移到二氧化碳，這是在太陽照射的影響下從二氧化碳生產(chǎn)甲醇的重要步驟。這項研究發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會的《可持續(xù)能源與燃料雜志》上。

在光催化中，光照射在半導(dǎo)體材料上，激發(fā)電子，使它們能夠穿過材料，與二氧化碳和水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生各種有用的產(chǎn)品，包括甲醇，這是一種綠色燃料。盡管最近取得了進展，但這一進程缺乏效率和選擇性。諾丁漢大學(xué)化學(xué)學(xué)院的研究員Madasamy Thangamuthu博士是該研究小組的共同領(lǐng)導(dǎo)，他說:“光催化中使用的材料種類繁多。重要的是光催化劑能高效地吸收光和分離載流子。在我們的方法中，我們在納米尺度上控制材料。我們開發(fā)了一種具有晶體納米級結(jié)構(gòu)域的新型氮化碳，它可以與光進行有效的相互作用，并實現(xiàn)充分的電荷分離。”

研究人員設(shè)計了一種將氮化碳加熱到所需結(jié)晶度的工藝，從而最大限度地提高了這種材料的光催化功能特性。利用磁控濺射，他們在無溶劑工藝中沉積了原子銅，使半導(dǎo)體和金屬原子之間能夠緊密接觸。

在諾丁漢大學(xué)化學(xué)學(xué)院進行這項實驗的博士生Tara LeMercier說:“我們測量了光產(chǎn)生的電流，并將其作為判斷催化劑質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)?！奔词共缓~，這種新型氮化碳的活性也是傳統(tǒng)氮化碳的44倍。然而，令我們驚訝的是，每1克氮化碳加入1毫克銅，效率就會翻四番。最重要的是，選擇性從另一種溫室氣體甲烷轉(zhuǎn)變?yōu)橛袃r值的綠色燃料甲醇?！?/p>

諾丁漢大學(xué)化學(xué)學(xué)院的Andrei Khlobystov教授說:“二氧化碳的穩(wěn)定是實現(xiàn)英國凈零排放目標(biāo)的關(guān)鍵。對于這一重要反應(yīng)，確保我們的催化劑材料的可持續(xù)性至關(guān)重要。這種新型催化劑的一大優(yōu)勢是它由碳、氮和銅等可持續(xù)元素組成，這些元素在我們的星球上都非常豐富。

本發(fā)明是朝著深入了解二氧化碳轉(zhuǎn)化中的光催化材料邁出的重要一步。它為創(chuàng)造高選擇性和可調(diào)催化劑開辟了一條途徑，通過在納米尺度上控制催化劑，可以撥號獲得所需的產(chǎn)物。

這項工作是由EPSRC項目資助的“表面和界面金屬原子(MASI)可持續(xù)未來”www.masi.ac.uk，該項目旨在開發(fā)三種關(guān)鍵分子(二氧化碳、氫和氨)轉(zhuǎn)化的催化劑材料，這三種分子對經(jīng)濟和環(huán)境至關(guān)重要。MASI催化劑是以原子效率的方式制造的，以確?；瘜W(xué)元素的可持續(xù)利用，而不會耗盡稀有元素的供應(yīng)，也不會制造出地球上大部分豐富的元素，如碳和賤金屬。

來源：AAAS

亞氯酸鈉（Sodium hypochlorite，化學(xué)式：NaClO）是一種無色或淡黃色液體，常用作漂白劑和消毒劑。以下是亞氯酸鈉的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 氧化性：亞氯酸鈉是一種氧化性化合物，能夠與許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。

2. 氯化性：亞氯酸鈉在水中能夠迅速分解，生成次氯酸（HClO）和氫氧化鈉（NaOH）。亞氯酸是一種比亞氯酸鈉更強的氧化劑。

3. 消毒性：亞氯酸鈉具有較強的殺菌消毒作用，可用消毒水源、池塘和水處理。

4. 漂白性：亞氯酸鈉可用作漂白劑，能夠?qū)⒃S多染料和有機物氧化漂白。

5. 不穩(wěn)定性：亞氯酸鈉在陽光照射下會逐漸分解，所以需要存放在暗處，避免陽光直射。

需要注意的是，亞氯酸鈉是一種腐蝕性較強的化學(xué)物質(zhì)，在處理和使用時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施。同時，避免與酸性物質(zhì)或易燃物質(zhì)接觸，以免引發(fā)危險反應(yīng)。