选择性地将CO₂光还原为高能量密度的C₂产品仍是一项具有挑战性的工作。

近日，中科大孙永福教授报道了设计的电荷极化金属对位点通过操控还原中间体上的非对称电荷分布来触发C-C耦合。

文章要点

1）以合成的部分还原Co₃O₄纳米薄片为例，采用理论计算揭示了表面Co位点上的非对称电荷分布。准原位X射线光电子能谱和吉布斯自由能计算结果显示，形成的电荷极化Co对位点不仅可以给CO₂分子提供电子，而且通过将能垒从0.680 eV降低到0.240 eV，加速了不对称COOH*中间体的耦合。此外，富电子的Co位点加强了它们与HOOC−CH₂O*中间体的O的相互作用，有利于C−O键的断裂，从而促进了限速CH₃COOH的脱附过程。

2）实验结果显示，在模拟空气中，部分还原的Co₃O₄纳米片对CH₃COOH的选择性达到92.5%，而CO₂到CH₃COOH的转化率为2.75%，明显高于在纯CO₂中的转化率。

参考文献

Shan Zhu, et al, Selective CO₂ Photoreduction into C₂ Product Enabled by Charge-Polarized Metal Pair Sites, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c00383

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00383