综述：迈向可持续的碳循环：用于二氧化碳转化的生物质衍生材料

《Chemical and Biological Technologies in Agriculture》：Toward sustainable carbon cycling: biomass-derived materials for CO2 conversion

生物质作为CO2催化转化的新兴载体，其多孔结构和官能团可促进CO2吸附活化，同时通过调控形貌和掺杂异原子优化催化性能，兼具催化剂前驱体和共反应物功能，可降低能耗并拓宽产物类型。研究系统总结了热、光、电催化中生物质基材料的创新设计策略与协同机制，为碳中和与循环经济提供新路径。

　　

摘要

背景

全球二氧化碳（CO₂）排放量已达到前所未有的水平，加剧了气候变化，威胁到了粮食安全、生物多样性和农业可持续性。将二氧化碳催化转化为高附加值的化学品和燃料是实现碳中和的一条有前景的策略，其中热催化、光催化和电催化是主要的方法。然而，这些过程通常需要较高的能量输入，这突显了与可再生能源整合的必要性，以确保可持续的效益。

结果

生物质作为一种丰富、富含碳且可再生的原料，在二氧化碳催化转化中具有独特的优势。其多样的化学组成、层次化的孔结构和丰富的官能团增强了二氧化碳的吸附和活化能力，同时还能通过结构调控和杂原子掺杂来优化催化性能。此外，生物质及其衍生物既可以作为催化剂前体，也可以作为共反应物，从而降低能耗并扩大产品种类。本综述系统总结了通过热催化、光催化和电催化进行生物质基二氧化碳转化的最新进展，重点介绍了材料设计策略、催化机制和功能作用。

结论

将生物质应用于二氧化碳催化转化不仅为减少温室气体排放提供了可持续的途径，还促进了绿色农业和循环碳经济的发展。尽管取得了进展，但在效率、可扩展性和机理理解方面仍存在挑战，这需要未来研究采用跨学科的方法和创新策略。

图形摘要