انجمن نانوفناوری ایران نانومقیاس 2423-5628 13 1 2026 05 22 One-dimensional nanotubes: Effective structures in photocatalytic CO2 conversion/reduction reaction into valuable products نانولوله‌های یک بعدی: ساختارهای موثر در واکنش تبدیل/احیاء فوتوکاتالیستی CO2 به محصولات ارزشمند 735991 10.22034/ns.2026.2088702.1425 FA فریده کلاهدوزان پژوهشکده جامع علوم و فناوریهای همگرا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران فرهاد خراشه دانشکده مهندسی شیمی و نفت،دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران علیرضا مشفق دانشکده فیزیک، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران 0000-0002-8770-1410 Journal Article 2026 05 14 In the contemporary era, air pollution and global warming remain critical environmental challenges, intensified by the continuous rise in greenhouse gas emissions, particularly carbon dioxide (CO2). Converting CO2 into value-added products such as methane, ethane, and methanol through the Photocatalytic CO2 Reduction Reaction (PCRR) has emerged as a promising strategy to mitigate its environmental impact. The basis of photocatalytic processes is the selection and design of semiconductor catalysts. However, these catalysts face intrinsic limitations, including limited light absorption and rapid electron–hole recombination, which significantly reduce conversion efficiency. One-dimensional (1D) nanostructures, especially nanotubes, are considered efficient candidates to address these limitations owing to their high specific surface area, large aspect ratio, enhanced charge transport properties, and improved light-harvesting capability. This review presents an introduction to one-dimensional nanotubes and examines their prominent properties such as structural, mechanical and photocatalytic ones. It also investigates the PCRR mechanism from thermodynamic and kinetic perspectives. Furthermore, strategies for improving the performance of nanotubes in photocatalytic processes such as metal and non-metal doping, co-catalyst loading, and heterojunction construction are presented. Finally, the most widely used types of nanotubes for the photocatalytic conversion of CO2 into valuable products (like methane and methanol) such as CNTs, BNNTs and TMDCs are introduced. آلودگی هوا و افزایش دمای زمین از مهمترین چالش‌های زیست محیطی عصر حاضر به شمار می‌رود که با رشد مداوم انتشار گازهای گلخانه‌ای، به ویژه دی‌اکسیدکرین، تشدید شده است. یکی از راهکارهای نوین برای کاهش پیامدهای زیست‌محیطی این گاز، تبدیل آن به ترکیباتی ارزشمند همچون متان، اتان و متانول از طریق واکنش فوتوکاتالیستی احیای CO2 (PCRR) می‌باشد. اساس فرآیندهای فوتوکاتالیستی، انتخاب و طراحی کاتالیست نیمه‌رسانا می‌باشد. از طرفی، این کاتالیست‌ها با محدودیت‌هایی مانند جذب نوری ضعیف و بازترکیب سریع الکترون-حفره مواجه هستند که منجر به کاهش بازده واکنش می‌گردد. نانوساختارهای یک بعدی (1D)، بویژه نانولوله‌ها به دلیل سطح ویژه بالا، نسبت طول به قطر زیاد، انتقال موثر بار و جذب نور مناسب، به عنوان گزینه‌هایی کارآمد برای رفع این محدودیت‌ها مطرح هستند. این مطالعه مروری، به معرفی نانولوله‌های یک بعدی و بررسی خواص برجسته آن‌ها همچون خواص ساختاری، مکانیکی و فوتوکاتالیستی و همچنین بررسی مکانیزم PCRR از نگاه ترمودینامیک و سینتیک می‌پردازد. سپس راهکارهای بهبود عملکرد نانولوله‌ها شامل آلایش فلزی و غیرفلزی، بارگذاری کاتالیست‌های کمکی و ایجاد اتصالات ناهمگن در فرآیندهای فوتوکاتالیستی این واکنش ارائه می‌گردد. در نهایت، انواع نانولوله‌های پرکاربرد در تبدیل فوتوکاتالیستی CO2 به محصولات ارزشمند (نظیر متان و متانول) از جمله نانولوله‌های کربنی، بورنیتریدی و دی‌سولفیدی معرفی می‌شود.