前言：在麻豆视频
浓厚的科创氛围浸润和导师的悉心指导下，我院学子积极参与各类科研项目，勇攀科学高峰，涌现出一批优秀成果。本系列将陆续展示这些闪耀着智慧与汗水的科创故事。本期聚焦化学工程与工艺专业2021级本科生李裕畸及其团队，在开发新型催化材料应用领域取得重要突破。
我院2021级本科生李裕畸主持的2023年度校级大学生研究训练（SRT）计划，致力于开发新型催化材料并用于光、热催还原CO2研究，顺利结题，并获评优秀等级。
CO2既是温室气体也是重要的碳资源，开发新型功能材料实现CO2的捕获及转化对于缓减能源危机和环境污染具有重要的意义。在沈张锋和曹勇勇老师的指导下，项目团队围绕国家“碳达峰、碳中和”战略目标，开发了Mxene/CdS QDs/BN三元复合材料及Mo掺杂CeO2负载Ni催化剂，利用光/热驱动CO2与H2O或H2反应转化为CO或CH4等燃料气体。
图1 MXene/CdS量子点/BN上CO2可能的光催化还原机制
Mxene/CdS QDs/BN材料中BN具有丰富的微孔结构，有效提高了其对CO2 的吸附，CdS QDs对可见光有较好的吸收，三种组分之间良好的能级匹配实现了高效的电荷转移（图1），Mxene的包覆可以缓解CdS的光腐蚀。作为气固相反应催化剂，100MX/CQ/BN样品在光照下可以高效地实现CO2转化， CO和CH4产率分别为2.45和 0.44μmolg-1h-1。
图2. 不同温度下Ni/CeO2、Ni/MoCe(1:100)及Ni/Mo催化剂的CO2甲烷化性能（a）CO2转化率,（b）275℃条件下60小时稳定性测试
Mo掺杂进入CeO2晶格后，可富集表面氧空位、减小Ni物种粒径并增强金属-载体相互作用。与Ni/CeO2相比，Ni/MoCe热催化剂通过更高效的甲酸盐路径实现CO2加氢向CH4的转化，使得Ni/MoCe样品低温下的CO2甲烷化性能得到提高，同时提升了催化剂的热稳定性（图2）。
项目成果分别发表在《Journal of Colloid And Interface Science》（中科院一区）和《Applied Surface Science》（中科院二区）等SCI期刊上，项目团队成员为第三作者。此外，该成果还荣获第九届全国大学生生命科学竞赛（创新创业类）全国三等奖。
本研究成功构筑了用于CO2光/热催化还原的多相催化剂，为CO2高值化利用提供了新思路，也展示了其在解决能源与环境问题方面的较大潜力。
