《Sci. China Mater.》 多位点协同驱动碳碳偶联实现空气浓度CO₂光还原制乙烷

Guangbing Huang,⁺ Dongpo He,⁺ Ziyao Zhou,⁺ Wensheng Yan, Yang Pan, Jun Hu, Junfa Zhu, Xiaodong Zhang, Yuming Dong,* Jiaqi Xu,* and Xingchen Jiao*

将二氧化碳(CO₂)光催化转化制C₂产物，主要受限于碳碳(C−C)偶联步骤的高能垒。本研究通过在金属氧化物纳米片上负载具有局域表面等离子体共振效应的活性金属颗粒，构建多个金属对位点促进C−C偶联，从而诱导C₂燃料的生成。以Bi₄Ti₃O₁₂纳米片上负载金纳米颗粒为例，高分辨透射电镜图像与X射线光电子能谱证实了Au-Bi₄Ti₃O₁₂纳米片上存在Au−Ti金属对位点。原位傅里叶变换红外光谱显示，在CO₂光还原过程中Au-Bi₄Ti₃O₁₂纳米片表面存在*OCCOH中间体，而Bi₄Ti₃O₁₂纳米片上未检测到该中间体。因此，Au-Bi₄Ti₃O₁₂纳米片将大气浓度CO₂向乙烷的催化转化。相比之下，单独的Bi₄Ti₃O₁₂纳米片仅能生成一氧化碳、甲烷等C₁产物。

示意图1. 锚定在金属氧化物半导体纳米片上的活性金属颗粒对大气浓度二氧化碳进行光还原的示意图。