内蒙古大学赵东元院士/马玉柱团队AM：单晶介孔TiO₂—光催化级联纳米反应器的构筑（附招聘）

主要观点总结

本文介绍了内蒙古大学赵东元院士、马玉柱团队通过液滴界面定向组装策略制备了一维介孔单晶TiO2纳米反应器，并将其用于光催化CO2还原的研究。通过调节溶液界面能，实现了不同氧空位的扇形和花形多晶纳米反应器的制备。该纳米反应器在光催化CO2还原为CO和CH4的过程中表现出高选择性。在此基础上，设计了级联催化剂((W–Cu)4/TiO2-NRs)，实现了两步光还原过程。研究为设计高效光催化剂提供了新的思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

人工光合作用系统通过定制光催化剂实现CO2光还原过程，是应对环境和能源挑战的有效策略。尽管已有研究将CO2转化为CO，但产物选择性控制面临挑战，特别是将CO2转化为CH4的八个电子反应。

关键观点2: 研究重点

1）通过液滴界面定向组装和结晶策略，制备了棒状介孔TiO2单晶纳米颗粒。2）通过调节界面能，实现了介孔单晶TiO2纳米棒的形貌转变。3. 基于介孔单晶TiO2纳米反应器的性能，获得了较高的光催化CO2还原CO的选择性。

关键观点3: 创新点

1. 成功制备了具有均匀多孔结构的一维介孔二氧化钛单晶纳米颗粒，具有高比表面积。2. 通过级联催化剂的设计，显著提高了CO到CH4的转化活性，CH4的电子选择性达到约94.3%。3. 研究揭示了W组分和Cu组分的协同效应在光催化CO2还原过程中的重要作用。

关键观点4: 研究影响与展望

该研究为设计高效光催化剂提供了新的思路，有望助力太阳能到化学能转化的科技进步。该研究得到了国家自然科学基金和内蒙古自然科学基金的支持，相关论文发表在《Advanced Materials》上。

文章预览

全文速览 内蒙古大学 赵东元院士 、 马玉柱 团队 在温和条件下，采用液滴界面定向组装策略制备了一维介孔单晶TiO 2 棒状（MS-TiO 2 -NRs）纳米反应器。 并通过调节溶液界面能，将一维介孔单晶TiO 2 进一步调整为具有不同氧空位(Ov)的扇形和花形多晶纳米反应器。得益于这种独特的单晶结构，丰富的中孔空隙与暴露的氧空位，棒状TiO 2 纳米反应器光催化CO 2 还原为CO的选择性高达95.1%。在此基础上，设计并合成了CuW 6 O 24 团簇原位负载的光催化级联纳米反应器 （(W–Cu) 4 /TiO 2 -NRs），实现了CO 2 -CO-CH 4 的两步光还原过程。最终光催化CO 2 还原为CH 4 的电子选择性达到 ≈94.3%。相关论文以“ One-Dimensional Single-Crystal Mesoporous TiO 2  Supported CuW 6 O 24  Clusters as Photocatalytic Cascade Nanoreactor for Boosting Reduction of CO 2  to CH 4 ” 为 题，发表在 Advanced Materials ， 共同第一作 ………………………………