華中科技大學譚必恩教授、王靖宇副教授等研究團隊近日開發出可見光驅動CO2轉化的多孔超交聯聚合物石墨烯復合光催化材料。

該材料有利于CO2分子吸附并富集在聚合物網絡內的TiO2光催化劑表面以進行催化轉化，其光催化CO2轉化效率是近年來類似反應條件測試結果的最高值。

該團隊以常見的光催化材料TiO2-石墨烯作為研究模型，在功能化石墨烯表面原位生長出一層多孔超交聯聚合物層，所得多孔超交聯聚合物-TiO2-石墨烯(HCP-TiO2-FG)新型光催化材料的比表面積高達988m2/g，具有較高的CO2吸附量和吸附位點至催化位點的較短擴散距離，從而有利于CO2分子吸附并富集在聚合物網絡內的TiO2光催化劑表面以進行催化轉化。

該HCP-TiO2-FG催化劑在沒有金屬助催化劑和犧牲劑存在下，實現了氣-固相體系高效催化CO2還原，還原產物CH4產率為27.62μmol/gh、CO的產率為21.63μmol/gh;催化劑消耗電子數為264μmol/gh，CH4的電子選擇性高達83.7%。

模擬自然界中的光合作用將CO2還原轉變成化學燃料引起了業界越來越多的關注。為了使光催化劑達到更高的光還原CO2活性，需要材料具有更高的CO2吸附量和較短的吸附位點至催化位點擴散距離。