隨著二氧化碳排放量的增加，地球的溫度逐漸上升，并且人們一直對(duì)減少二氧化碳的關(guān)注逐漸提高，這是因?yàn)槎趸际侨蜃兣淖锟準(zhǔn)住４送?，由于能源枯竭而轉(zhuǎn)向現(xiàn)有資源的可重復(fù)使用燃料也引起了人們密切關(guān)注。為了解決跨國(guó)環(huán)境問(wèn)題，對(duì)將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锶剂现陵P(guān)重要的光催化劑的研究正在受到全世界的關(guān)注。     　　由能源科學(xué)與工程系Su-IlIn教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成功開(kāi)發(fā)出可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為可用能源（如甲烷或乙烷）的光催化劑。   　　盡管許多具有大帶隙的半導(dǎo)體材料經(jīng)常用于光催化劑研究，但這些半導(dǎo)體在各個(gè)結(jié)構(gòu)中吸收太陽(yáng)能的能力非常有限。因此，光催化劑領(lǐng)域方面研究的正致力于改進(jìn)光催化劑結(jié)構(gòu)和表面以增加太陽(yáng)能吸收區(qū)域，或者研究利用具有優(yōu)異電子傳輸?shù)亩S半導(dǎo)體材料進(jìn)行光催化。   　　In教授的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種高效光催化劑，通過(guò)將石墨烯以穩(wěn)定有效的方式置于還原的二氧化鈦上，這樣形成的光催化劑將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷（CH4）或乙烷（C2H6）。   　　研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的光催化劑可以選擇性地將二氧化碳從氣體轉(zhuǎn)化為甲烷或乙烷。結(jié)果表明，其氣體生成量分別為259umol / g和77umol / g甲烷和乙烷，轉(zhuǎn)化率比常規(guī)還原二氧化鈦光催化劑高5.2％和2.7％。就乙烷產(chǎn)生量而言，該結(jié)果展示了在相似實(shí)驗(yàn)條件下全世界上最高的轉(zhuǎn)換效率。   　　此外，通過(guò)與研究倫敦帝國(guó)理工學(xué)院（ICL）James R. Durrant領(lǐng)導(dǎo)的化學(xué)系研究小組進(jìn)行的國(guó)際聯(lián)合研究，研究團(tuán)隊(duì)使用光電子能譜首次證明，由于二氧化鈦和石墨烯界面可見(jiàn)的帶彎曲現(xiàn)象，細(xì)小孔隙向石墨烯方向移動(dòng)。   　　研究小組確定了生成甲烷的機(jī)制，隨著電子聚集參與反應(yīng)，孔隙向石墨烯的移動(dòng)通過(guò)使電子聚集在還原的二氧化鈦的表面上，因此形成大量的自由基甲烷（CH 3）用以激活化學(xué)反應(yīng)，即這種形成的自由基甲烷與氫離子反應(yīng)形成甲烷，并且自由基甲烷相互反應(yīng)則生成乙烷。   　　研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的催化劑材料預(yù)計(jì)將應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如未來(lái)的高附加值材料生產(chǎn)，并通過(guò)選擇性生產(chǎn)更高水平的碳?xì)浠衔镉糜诮鉀Q全球變暖問(wèn)題和能源資源枯竭問(wèn)題，總之這是一種利用陽(yáng)光的材料。   　　In教授說(shuō)：“這次開(kāi)發(fā)的具有石墨烯的還原二氧化鈦光催化劑具有能夠選擇性地利用CO 2作為可用的化學(xué)原料從而產(chǎn)生燃料氣體（甲烷或乙烷）的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)進(jìn)行后續(xù)研究，我們將提高該催化劑的轉(zhuǎn)化率，使其可以商業(yè)化，我們將為減少二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為資源的技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。”