催化学报

催化学报 ›› 2024, Vol. 59: 1-3.DOI: 10.1016/S1872-2067(23)64647-9

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标准化二氧化碳还原反应中的同位素溯源方法

李晶晶a, 姜淑娟b,*(), 宋少青a,*()   

  1. a宁波工程学院新能源学院, 浙江宁波 330013
    b宁波大学材料科学与化学工程学院, 浙江宁波 315211
  • 收稿日期:2024-02-24 接受日期:2024-03-01 出版日期:2024-04-18 发布日期:2024-04-15
  • 通讯作者: *电子信箱: songshaoqing@nbut.edu.cn (宋少青), jiangshujuan@nbu.edu.cn (姜淑娟)
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51972177);国家自然科学基金(22372084)

Standardizing isotope traceability in CO2 reduction

Jingjing Lia, Shujuan Jiangb,*(), Shaoqing Songa,*()   

  1. aSchool of New Energy, Ningbo University of Technology, Ningbo 330013, Zhejiang, China
    bSchool of Materials Science & Chemical Engineering, Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang, China
  • Received:2024-02-24 Accepted:2024-03-01 Online:2024-04-18 Published:2024-04-15
  • Contact: *E-mail: songshaoqing@nbut.edu.cn; E-mail: jiangshujuan@nbu.edu.cn
  • Supported by:
    The National Natural Science Foundation of China(51972177);The National Natural Science Foundation of China(22372084)

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摘要：

自工业革命以来, 二氧化碳(CO2)排放量迅速增加. 将二氧化碳通过催化反应转化为高附加值产物, 被认为是重要的减污降碳策略. 然而, 由于CO2还原反应产物的多样性以及催化剂制备过程中可能残留的有机物质, 导致难以准确评估催化剂的真实活性. 尽管13CO2同位素溯源技术已被广泛用于确定还原产物的碳源, 但其严谨性不足可能导致溯源结果失真, 影响了CO2还原领域的发展.

为了解决CO2还原反应中催化剂活性评估的难题, 汪圣尧等深入研究了同位素示踪原理, 提出标准化同位素追溯新方法(Nat. Commun., 2023, 14, 2534). 尽管气-质谱联用技术被视为普适方法, 但现有方法难以充分分离复杂混合气体样品, 因此需要谨慎对待溯源结果. 13C-NMR光谱法常用于液体产物示踪, 但由于自然界中存在13C同位素, 这在一定程度上影响了同位素示踪技术的精确性. 而1H-NMR因能识别与13C同位素相关的氢原子的特征分裂模式, 而成为一种可行的替代方案. 研究指出, 同位素追踪在CO2减排中的应用复杂, 需要选择合适的气相色谱条件实现产物的有效分离, 以确保溯源结果的可靠性. 该研究还建立了同位素溯源检测的标准方法, 并提供了同位素标记物的质谱指纹图谱. 对于理解同位素溯源过程和推动CO2还原研究具有重要意义.

综上, 对于CO2还原反应潜在产物的溯源研究已成为衡量催化剂真实性能的关键指标之一. 文章提出的标准化同位素溯源方法可作为该领域研究的可靠标准, 并为实现真实可靠的CO2还原反应提供有力保障.

关键词: CO2还原, 同位素溯源, 标准化, 气-质联用技术, 方法