近日，我校能源材料与化工学院邓崇海团队在针对温室气体二氧化碳资源化转化为高附加值合成气（甲烷）方面取得重要研究进展，相关研究成果发表于工程材料类国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一区TOP，影响因子13.2），题为《Interfacial engineering of 0D/3D CeO2/BA nanoarchitectures for highly efficient and selective CO2 photo-reduction to CH4 based on full-spectrum solar-energy utilization》。
本研究实现了农业废弃生物质的高值化利用，为碳中和目标提供了新材料解决方案。研究团队创新性地利用农业生物质废弃物笋衣为原料，构建出由超薄纳米片组装而成的三维蜂窝状生物质炭气凝胶，再通过绿色微波辅助液相化学反应技术将富含氧空位的零维氧化铈量子点精准锚定其上，研制出一种新型0D/3D分级维纳异质结构且具有全光谱响应的新型复合光催化材料。系统研究揭示了该光催化体系具有太阳能全光谱吸收、光生载流子高效空间分离及光热协同催化等协同作用机制。
优化的CeO2/BA复合材料表现出卓越的光催化CO2还原性能，在模拟太阳光照射下，其CH4和CO的产率分别达到115.12 μmol·g⁻¹·h⁻¹和32.47 μmol·g⁻¹·h⁻¹，分别是纯CeO2的142倍和12倍，且CH4选择性高达78.1%，优于已报道的非贵金属基CeO2复合光催化剂。此外，该材料在多次循环实验中表现出良好的结构稳定性与催化耐久性。该研究开创了“废弃农业生物质资源化利用+太阳能全光谱驱动+CO2高效转化合成气”三位一体的技术路线，具有原料成本低、制备工艺绿、催化效率高等综合优势，为开发高效、稳定、低成本的全光谱驱动CO2转化催化系统提供了新思路，在太阳能燃料制备领域具有重要的科学价值与应用潜力。
论文第一作者为合肥大学2022级材料科学与工程专业研究生许锐，邓崇海教授为第一通讯作者，合肥大学为第一完成单位。研究工作得到了安徽省高校优秀科研创新团队项目和南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室开放基金的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.168876.
来源：能源材料与化工学院 科研处 编辑：程敏 预审：胡坤宏 审核：贾峰
