新型量子材料使环保甲醇转化成为可能

格里菲斯大学的研究人员开发出了创新的、环保的量子材料，可以驱动甲醇转化为乙二醇。乙二醇是制造聚酯(包括PET)和防冻剂的重要化学品，全球每年产量超过3500万吨，且增长强劲。

目前，它主要由石化产品通过能源密集型工艺生产。

甲醇(CH3OH)可通过各种方法(例如加氢、催化部分氧化和发酵)从二氧化碳、农业生物质废弃物和塑料废弃物中可持续生产。作为燃料，甲醇也可用作循环氢载体和多种化学品的前体。

该团队由格里菲斯大学昆士兰微纳米技术中心的秦李教授领导，他们的方法利用太阳能驱动的光催化在温和条件下将甲醇转化为乙二醇。该过程利用阳光来驱动化学反应，从而最大限度地减少浪费并最大限度地利用可再生能源。

该项研究“碳点-ZnSe纳米片范德华异质结构的胶体合成用于促进光催化生成可储存甲醇的氢气”已发表在《Small》杂志上。

虽然以前进行这种转化的尝试面临着挑战(例如需要有毒或贵重材料)，但李教授和研究团队已经找到了更环保的解决方案。

李教授说：“气候变化是当今人类面临的重大挑战。”

“为了解决这个问题，我们需要专注于零排放发电、低排放制造和循环经济。甲醇是连接这三个战略的关键化学品。

“我们创造的是一种将碳量子点与硒化锌量子阱结合在一起的新料。”

“这种组合显著提高了光催化活性，比单独使用碳量子点高出四倍以上，证明了新材料的有效性，”主要作者DechaoChen博士说。

该方法还显示出高光电流，表明材料内部的电荷转移效率，这对于驱动所需的化学反应至关重要。

分析证实了乙二醇的形成，而该反应的副产品是绿色氢气。这一发现为在光催化中使用环保材料开辟了新的可能性，为可持续化学生产铺平了道路。

作为一种新型量子材料，它还可能推动光催化、传感和光电子领域的进一步发展。

“我们的研究向绿色化学迈出了重要一步，展示了如何使用可持续材料实现重要的化学转化，”秦立教授说。“这可以改变甲醇转化，并为减少排放做出重大贡献。”

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