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关键词：光热转换策略（photothermal conversion strategy）；光热催化（photothermal
catalysis）；光热性能（photothermal performances）；二氧化碳转化（CO2conversion）；太阳能利用（solar energy harvesting）；光热材料（photothermal materials）研究背景
光热转换是太阳能利用的一种关键方法，能有效将太阳能转换为热能和化学能。光热催化通常包含两个过程：光热转换和表面催化反应。为了提高太阳能的收集和转换效率，研究者们主要通过光管理或热管理两种方法来提高光热转换效率。然而，目前仍缺乏一种高效、经济、通用的方法来增强光热转换过程。在光管理方面，已有研究通过设计纳米结构来增强光吸收和调制效果，但这些方法通常需要复杂的合成过程，限制了其应用范围。在热管理方面，研究者们致力于减少光热转换中的热损失，但现有方法存在结构、组成和催化剂固有属性的局限性。
研究内容
在本项工作中，作者设计了一种通用且高效的光热转换策略，通过可行的层间方法实现光和热同时管理。利用具有优异耐热性的WSe2作为热障中间层，减少Ru/SiO2团簇组成的催化层的热损失，同时提高活性组分的光吸收和光热温度。利用拉曼光谱作为一种定量方法来校准热障层在不同类型衬底上的光热转换效应。观察到光热催化CO2加氢反应的光热CO2转化率和CO选择性同时提高，并进一步研究了反应活性和CO选择性与层间厚度和底物类型的关系。这项工作展示了一种可行的、通用的、易于扩展的方法，用于太阳能收集应用中的高效光和热管理。在更广泛的背景下，它为高效光热催化剂的设计提供了重要的指导，并可能有助于缓解人类面临的能源和环境危机。
图文导读
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图1. WSe2层间Ru催化剂的方案及结构表征(A) WSe2作为层间催化剂的制备工艺示意图。(B) WSe2（黑色）与参比WSe2（橙色）的XRD谱图。（C和D） (C) WSe2的TEM图像和(D) HRTEM图像。(E) WSe2的EDS映射。（F -1） (F) Ru/SiO2,
(G) Ru/SiO2-WSe2 -5, (H) Ru/SiO2- WSe2-10, (I) Ru/SiO2-WSe2 -15的原理图和SEM截面图。图2. WSe2层间Ru催化剂的光吸收能力（A - D）。(A) Ru/SiO2,
(B) Ru/SiO2-WSe2-5, (C) Ru/SiO2-WSe2-10,
(D) Ru/SiO2-WSe2-15的数字照片。(E)四个样本的DRS。图3. 在2.9 W/cm2氙灯照射下，(A) Ru/SiO2,
(B) Ru/SiO2-WSe2 -5, (C) Ru/SiO2- WSe2-10, (D) Ru/SiO2-WSe2 -15的红外相机图像和3D图。(E)不同催化剂膜加热表面温度随时间的变化曲线。(F) 325℃时Ru/SiO2和Ru/SiO2-WSe2-5冷却曲线随时间变化的表面温度分布。图4. (A)在0.3 W/cm2下不同辐照时间后Ru/SiO2-WSe2-5的拉曼光谱和~592 cm-1的Ru-O键峰值强度-时间拟合趋势。（B和C） (B) 0.3 W/cm2和(C) 0.1 W/cm2的Ru/SiO2-WSe2-5不同光照时间下，相同光强照射后Ru-O拉曼峰的线性拟合。(D)不同光强作用20 s后Ru/SiO2的拉曼光谱。(E)在0.3 W/cm2下不同照射时间后Ru/SiO2的拉曼光谱。（F和G）Ru/SiO2-5在(F) 0.3 W/cm2和(G) 0.1 W/cm2的不同光照时间下，相同光强照射后Ru- o拉曼峰的线性拟合。(H)相同辐照时间不同光强辐照后的Ru-O拉曼峰线性拟合，并用红外摄像机测量温度。图5. 光热催化性能（A - F）在（A和B）玻璃纤维衬底、（C和D）Cu衬底和（E和F）Si衬底上的光热催化活性和CO选择性。结论与展望
综上所述，作者通过一种可行有效的层间策略，在原型Ru/SiO2SMC中实现了光和热同时管理，以增强CO2加氢的光热催化作用。红外相机和拉曼光谱测量结果表明，利用具有理想的光吸收和隔热能力的中间层有效地提高了太阳能收集和光热转换效率。该工作的研究策略为高效光热转换器和催化剂的设计原则提供了广泛的见解。此外，可行的中间层方法易于扩展，具有大规模工业应用的诱人潜力，以及改善能源结构和环境问题的巨大承诺。
参考文献：Yi Xiao, Kai Feng, Graham Dawson, Valeri P.
Tolstoy, Xingda An, Chaoran Li, Le He, A feasible interlayer strategy for
simultaneous light and heat management in photothermal catalysis. iScience 27,
109792 (2024).文献链接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109792声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！
