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为解决烟道气中光催化还原 CO?难题，研究人员开发 CN - CuPt 催化剂，成果优异，具重要意义。
光催化二氧化碳还原反应（Photocatalytic CO? reduction reaction，CRR）是实现碳循环的一项极具前景的长期研究方向，在实验室使用纯二氧化碳的条件下已取得了令人振奋的突破。然而在实际应用中，工业烟道气中的二氧化碳浓度往往较低，并且还含有氧气（O?），这很容易引发竞争性的氧还原反应（oxygen reduction reaction，ORR）。此外，氧化半反应（例如水（H?O）或三乙醇胺（triethanolamine，TEOA）氧化）存在动力学缓慢以及产物分离复杂的问题。在此，研究人员开发出一种负载在氮化碳上的双铜（Cu）/ 铂（Pt）原子催化剂（CN - CuPt），该催化剂在温和的光催化条件下，以模拟烟道气为原料，展现出强大的抗氧性能和较高的 CRR 性能，同时能将异丙醇氧化为丙酮。在光催化 CRR 过程中，该催化剂实现了乙烯产量达到 778.6 μmolh?1g
cat?1 的基准水平，且选择性高达 87.0%。此外，CN - CuPt 表现出高抗氧性，在 5% 氧气的干扰下，由于铜物种对氧气的抑制作用，其性能保留超过 90%。该研究强调了在氧气存在的情况下，测试低浓度二氧化碳的 CRR 性能的重要性，并且调控吸附位点的策略可轻易应用于光催化剂的设计。
亮点：
- 双原子 CN - CuPt 在模拟烟道气条件下展现出高 CRR 性能。
- 实现了乙烯（C?H?）产量 778.6 μmolh?1gcat?1 的基准水平，选择性达 87.0%。
- Cu - N?结构延缓了氧气的吸附，使 CN - CuPt 具有高抗氧性。
- 同时实现光催化 CRR 生成乙烯和异丙醇（IPA）氧化生成丙酮。
总结：
烟道气中的光催化二氧化碳还原面临诸多挑战，比如二氧化碳浓度低、氧气存在引发竞争反应，以及氧化半反应的动力学缓慢和产物分离复杂等问题。研究人员开发的 CN - CuPt 光催化剂，首次实现了在低浓度二氧化碳（即 12% CO?）条件下，通过还原反应与异丙醇氧化为丙酮的过程协同生成乙烯。其光催化乙烯产量达到 778.6 μmolh?1gcat?1 的基准水平，选择性高达 87.0%，性能超越了目前所有先进的二氧化碳光催化剂。此外，CN - CuPt 具有高抗氧性，在 5% 氧气干扰下，性能保留超 90%。这种调控吸附位点的策略，在设计用于实际烟道气光催化还原的催化剂方面展现出巨大潜力。
