光熱協(xié)同技術(shù)未來(lái)將朝著(zhù)這兩大方向發(fā)展

　　光熱協(xié)同的作用下可實(shí)現催化新材料的合成與光熱催化活性的表征。主要應用于半導體材料的合成燒結、催化劑材料的制備、材料的活性評價(jià)、光解水制氫、光解水制氧、二氧化碳還原、氣相光催化、甲醛氣體的光催化降解、VOCs、NOx、SOx、固氮等領(lǐng)域。

　　催化技術(shù)在能源領(lǐng)域一直以來(lái)發(fā)揮著(zhù)非常重要的作用，應用較多的是光催化技術(shù)和熱催化技術(shù)。光催化和熱催化一直以來(lái)作為兩種相互獨立的催化條件，被應用到不同的催化體系中。長(cháng)期探索發(fā)現兩種催化技術(shù)自身均存在不足。光催化技術(shù)面臨著(zhù)可利用的光源有限，對于許多化學(xué)反應，入射光給予的初始能量并不能有效地激發(fā)目標反應的開(kāi)始。相對而言，熱催化技術(shù)雖然可以通過(guò)提高溫度促使化學(xué)反應的發(fā)生，但是熱催化反應能耗較高，而且會(huì )影響產(chǎn)物的穩定性以及選擇性?；谏鲜隹紤]，設計將光催化和熱催化結合在一起，通過(guò)對催化劑電子結構和催化過(guò)程中反應物種吸附態(tài)的影響，產(chǎn)生光催化-熱催化協(xié)同作用，從而改善了常規單一催化體系的技術(shù)性不足，開(kāi)辟了一條切實(shí)可行的新催化途徑。

　　光熱協(xié)同技術(shù)近些年來(lái)受到廣泛關(guān)注，并表現出比傳統熱催化或光催化凈化技術(shù)更優(yōu)異的凈化性能。近些年，研究學(xué)者對該技術(shù)進(jìn)行了系列研究，并獲得了比傳統熱催化或光催化凈化技術(shù)更優(yōu)異的凈化性能，主要包括：通過(guò)調節貴金屬的形貌、尺寸和與載體之間的相互作用等策略提升貴金屬型光熱催化材料的性能；通過(guò)摻雜改性、形貌調控、構筑復合催化劑等方案調控晶格氧活性和氧空位濃度，進(jìn)而調控其光熱催化降解VOCs性能；通過(guò)光電表征和理論計算初步認知光熱協(xié)同催化機理等。但相對于單一的熱催化或者光催化凈化VOCs技術(shù)的研究，該技術(shù)尚不成熟，還有許多科學(xué)技術(shù)問(wèn)題需要解決?；诖?，光熱協(xié)同技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向主要有如下兩方面。

　　一是探究光熱協(xié)同作用的本質(zhì)機制。認知作用機制是設計和構筑催化材料的基礎。利用原位表征手段，并結合系統的材料表征和模擬計算剖析本質(zhì)機制將是一個(gè)重點(diǎn)研究方向。

　　二是需要針對不同應用環(huán)境，設計催化材料和凈化體系。此外，在將光熱催化技術(shù)用于降解低濃度VOCs時(shí)，還需考慮傳遞對其操作性能的影響。將吸附儲存與催化降解技術(shù)相結合有望解決這一難題，這也是光熱協(xié)同催化技術(shù)未來(lái)發(fā)展方向之一。