上海交通大學開發的一種新型光催化劑提供了一種利用太陽能將溫室氣體轉化為化學品的綠色高效方法，標誌著永續化學品生產取得了重大進展。這種新型光催化劑名為Rh/InGaN1-xOx，是一種奈米結構，由錨定在矽基底上生長的氧修飾氮化銦鎵奈米線上的銠奈米顆粒組成。

在太陽光的集中照射下，這種複合材料在甲烷與二氧化碳的乾轉化（DRM）過程中表現出卓越的性能，合成氣進化率達到180.9 mmol ^gcat-1 h -1，選擇性達到96.3%。與傳統催化系統相比，這是一項重大改進，因為傳統催化系統通常需要高能量輸入，而且會迅速失去活性。

“我們的工作代表著在應對溫室氣體排放和可持續能源生產雙重挑戰方面邁出的重要一步，”上海交通大學首席研究員週寶文教授說。 “透過利用太陽能和合理設計的奈米結構，我們展示了一條將廢氣轉化為寶貴化學資源的綠色高效路線。”

研究人員探討了Rh/InGaN1-xOx奈米線在光照驅動下與二氧化碳進行甲烷幹轉化製合成氣（CH4+CO2+ light = 2CO + 2H2）的應用。研究提出，以O 部分取代InGaN 中的N 可以大幅提高催化劑在光照下的活性和穩定性，而無需額外加熱。

研究人員將其光催化劑的卓越性能歸功於光活性InGaN 奈米線、氧修飾表面和催化活性銠奈米顆粒的整合所產生的協同效應。機制研究表明，結合的氧原子在促進二氧化碳活化、促進一氧化碳生成和抑制催化劑因焦化沉積而失去活性方面起著至關重要的作用。

這項研究成果發表在著名的《科學通報》雜誌上，為開發先進的光催化系統，利用再生資源永續生產燃料和化學品鋪平了道路。研究小組相信，他們的方法可以推廣到其他重要的化學反應中，為綠色化工提供新的機會。

週寶文教授說：”我們對這項技術的前景感到興奮。”透過進一步優化催化劑設計和反應器配置，我們的目標是擴大該製程的規模，並證明其在實際應用中的可行性。 “

編譯來源：ScitechDaily