半导体颗粒嵌入网状铜双位点催化剂实现高效选择性CO2光还原制C2H4

研究人员通过将半导体单元(TiO2、聚合氮化碳或WO3·H2O)嵌入配体缺陷铜基金属有机框架(CuBTC-D/PC)，开发出网状双位点光催化剂。该体系以H2O为电子供体，实现CO2到C2H4转化选择性达75.5%，为多电子CO2光还原提供了新思路。

　　

这项突破性研究展示了一种创新的网状双位点光催化剂设计。通过将半导体单元(如TiO₂、聚合氮化碳或WO₃·H₂O)精准嵌入配体缺陷的铜基金属有机框架(CuBTC-D/PC)，成功解决了传统C-C偶联活性位点光生电子供给不足的难题。这种独特结构实现了光生电子从半导体到活性位点的短程转移，确保C₂H₄转化过程中所有基元步骤都能获得充足电子浓度。令人振奋的是，该体系在仅0.4倍太阳光强度下仍保持优异性能，CO₂到C₂H₄的选择性高达75.5%，为太阳能驱动的多电子CO₂还原开辟了新途径。这项研究不仅证实了将CO₂光还原为C₂H₄作为主要产物的可行性，更为设计高效人工光合作用系统提供了重要理论指导。