近期顶刊速报!!!
第一作者：Yigao Yuan
通讯作者：Peter Nordlander，Naomi J. Halas
通讯单位：美国德克萨斯州休斯顿莱斯大学
文献链接：
https://doi.org/10.1038/s41929-024-01248-8
摘要
本文介绍了一种基于可再生天线-反应器等离子体光催化剂的蒸汽甲烷重整（SMR）技术，用于高效、选择性地生产氢气。研究团队通过结合铜（Cu）天线和催化活性的铑（Rh）反应器，开发了一种Cu-Rh表面合金，实现了对SMR的光催化。这种光催化剂主要通过等离子体介导的热载流子降低活化能垒，提高了催化稳定性。在热催化过程中，催化剂会因氧化和积碳而失活，但可以通过共振光照实现再生。该研究不仅提供了一种绿色且潜在更高效的氢气生产工艺，还深入探讨了光催化SMR的机制，为等离子体光催化技术的发展提供了新见解。
研究成果
Peter Nordlander&Naomi J. Halas 在《Nature Catalysis》上发表了题为“Steam methane reforming using a regenerable antenna–reactor plasmonic photocatalyst”的论文，成功开发了一种Cu-Rh天线-反应器光催化剂，用于蒸汽甲烷重整反应。该催化剂在光催化条件下表现出高反应活性、选择性和稳定性。实验结果表明，Cu19.5Rh0.5光催化剂具有最高的氢气转化频率（TOF），达到0.308 s-1。此外，通过调整光照条件，研究团队还实现了对CO和CO2产率的光学控制，展示了等离子体驱动催化中化学选择性调控的潜力。
论文亮点
1.等离子体光催化技术：利用金属纳米颗粒中的表面等离子体衰减产生的热载流子，克服了传统光催化SMR的局限性。
2.天线-反应器（AR）复合体：通过将等离子体材料与传统催化活性金属形成AR复合体，增强了异质光催化反应的活性、选择性和稳定性。
3.光催化剂的再生能力：在热催化过程中失活的催化剂可以通过光催化条件实现再生，恢复其反应活性和选择性。
4.光学控制化学选择性：通过调整光照条件，实现了对CO和CO2产率的精确控制，为光催化反应的选择性调控提供了新策略。
图文导读
图1 | 光催化SMR
图2 | 光催化SMR机制研究
图3 | 热催化失活和光催化再生
图4 | 光催化再生机制研究
结论
本研究开发的Cu-Rh天线-反应器光催化剂为蒸汽甲烷重整提供了一种高效、选择性的光催化途径。通过优化Rh负载量和光照条件，实现了催化剂的高活性和稳定性。此外，该催化剂在热催化过程中失活后，可以通过光催化条件实现再生，为等离子体光催化技术的应用和催化剂的再生提供了新的可能性。
科研绘图
科研云以专业的绘图技术和优质的服务为标准，为科研人员提供绘图服务。绘图作品曾在Nature, Science, JACS, Angew, AM, ACS, RSC等各个顶级期刊发表，服务对象遍布全球。客户推荐率95%，绘图设计师具有生物、医学、化学、物理、设计等专业背景，出图迅速、经验丰富、沟通无阻、是您科研绘图的好帮手。
为客户提供：期刊封面图设计、配图插图设计、科研动画、logo设计、PPT美化等设计服务，针对客户的需求，竭诚为您的著作及科研成果实现可视化的呈现，为您的科研作品锦上添花。
详情请咨询13520034491（同微信）。
扫码添加客服微信
