光催化CO₂还原制增值燃料是减缓全球变暖、提高能源供应的一条很有前途的途径。然而，光催化剂选择性差、效率低往往是其实用化的限制因素。

近日，清华大学王定胜教授，安徽师范大学毛俊杰教授报道了一种在UIO-66-NH₂载体上锚定铜单原子（Cu-SAs/UIO-66-NH₂）形成的光诱导方法以显著促进CO₂光还原制液体燃料。

文章要点

1）将制备的UIO-66-NH2浸泡在乙醇和三水合硝酸铜的混合溶液中，恒定搅拌。Cu物种首先被抽真空的UIO-66-NH2吸附，然后通过光诱导过程形成相应的配合物。

2）所开发的Cu SAs/UIO66-NH₂可用于催化CO₂在太阳能驱动下转化为甲醇和乙醇，其产率分别为5.33和4.22 μmol h⁻¹ g⁻¹。这些产率远远高于原始的UIO-66-NH₂和Cu纳米粒子/UIO-66-NH₂复合材料。

3）理论计算表明，在UIO-66-NH₂催化剂上引入Cu-SAs极大地促进了CO₂向CHO*和CO*中间体的转化，对甲醇和乙醇具有良好的选择性。

本研究为在原子尺度上设计高性能的光催化CO₂还原催化剂提供了新思路。

Gang Wang, et al, Photoinduction of Cu Single Atoms Decorated on UiO-66-NH₂ for Enhanced Photocatalytic Reduction of CO₂ to Liquid Fuels, J. Am. Chem. Soc, 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c09599

https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c09599