CeO2/TiO2光催化還原CO2的過程示意圖 

　　近年來，溫室效應和能源問題日益嚴重，二氧化碳作為主要的溫室氣體使得全球氣候變暖，進而引起了極地冰川融化、惡劣極端天氣頻發等一系列問題。為了減少二氧化碳的排放，實現能源的可持續發展，可以通過研發新材料及技術手段解決這一問題。光催化還原二氧化碳技術不僅可以降低大氣中二氧化碳的總量，還可以將其轉化為碳氫燃料。然而，光催化效率至今還未達到實際工業應用的要求。

　　中國科學院新疆理化技術研究所環境科學與技術研究室科研人員通過堿性CeO2修飾銳鈦礦相TiO2光催化劑，以增強CO2在催化劑表面的吸附與活化，并通過原位紅外光譜技術，研究CO2吸附及其光還原的微觀過程。CeO2促進了CO2光還原，且發現反應中間物種CO2−經由表面碳酸根和碳酸氫根轉化生成。相關研究發表在Journal of Catalysis（2016，337，293-302）。在此研究的基礎上，科研人員采用兩步法分別制備了CeO2與金紅石相、板鈦礦相及銳鈦礦相TiO2復合的材料，研究不同CeO2/TiO2復合系統對光催化還原CO2反應的促進程度。研究發現，金紅石相TiO2與CeO2發生了強相互作用，導致在其界面上形成了鈦缺陷，進而顯著促進了光生電荷載流子界面的有效分離。與板鈦礦相及銳鈦礦相兩材料復合系統相比，金紅石相TiO2/CeO2光催化還原CO2活性展示了最為明顯的提高。

　　相關研究成果發表在《催化科學與技術》（Catalysis Science & Technology）上，并以封面文章形式進行了報道。

　　該研究工作受到國家自然科學基金、中科院“百人計劃”、中科院創新團隊國際合作伙伴計劃、“西部之光”青年博士等項目資助。