CO₂还原会生成多种产物，且这些产物还原电位相近，在保持高转换效率的同时，实现对单一产品的高选择性是CO₂光还原的一个重要挑战。因此，通过催化剂设计来控制催化剂表面形成的反应中间体是至关重要的。近日，中科大谢毅、孙永福等多团队合作，制备了原子层厚的含硫缺陷的CuIn₅S₈，其含有电荷丰富的Cu–In双位点，可高效高选择性光催化CO₂光还原产CH₄。作者认为在Cu-In双位点形成高度稳定的Cu-C-O-In中间体是决定选择性的关键因素；这种构型不仅降低了整体活化能势垒，还将质子化过程转化为放热过程，从而改变反应途径生成CH₄而不是CO。该CuIn₅S₈ 催化剂可见光下催化CO₂还原产CH₄选择性接近100%，且速率可达8.7 g μmol⁻¹ h⁻¹。

Xiaodong Li, Yongfu Sun*, Yi Xie*, et al. Selective visible-light-driven photocatalytic CO₂ reduction to CH₄ mediated by atomically thin CuIn₅S₈ layers. Nat. Mater., 2019

DOI: 10.1038/s41560-019-0431-1

https://www.nature.com/articles/s41560-019-0431-1