缓慢的CC耦合动力学和复杂的多电子转移过程使得直接光催化二氧化碳（CO₂）转化为乙醇仍然极具挑战性。要实现利用自然充足的阳光和水将CO₂转化为C₁₊的绿色转化，需要通过选择合适的元素或化合物形式的原子组合来智能设计高效催化剂。

基于此，贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心Sebastian C. Peter报道了一种新颖的II型复合异质结构，它含有储量丰富的、无毒的、低成本的剥离红磷纳米片和具有可操控能带结构的Bi₂MoO₆纳米粒子，用于选择性地将CO₂转化为乙醇。

文章要点

1）研究人员通过几种显微镜和光谱技术的组合来验证光催化剂的形成。结果显示，光催化剂在弧光灯和阳光直射下获得了创纪录的高量乙醇。

2）用中间体甲醇和甲烷分子进行的对照实验表明，原位生成的甲醇是生产乙醇所消耗的实际活性物质。此外，借助氘代甲醇（CD₃OD）和原位DRIFTS的动力学研究，首次建立了新的乙醇生成机理。

3）PL、TRPL、EIS和光电流密度测量结果也都支持了复合材料中有效的II型电荷转移机制。

这项研究展示了一种研究相对较少的光催化剂，其在光催化CO₂RR方面具有很大的前景，并且通过新的机理途径选择性地以更高的产率形成增值的乙醇。

参考文献

Risov Das, et al, Green Transformation of CO₂ to Ethanol using Water and Sunlight by Cooperative Endeavour of Naturally Abundant Red Phosphorus and Bi₂MoO₆, Energy Environ. Sci., 2022

DOI: 10.1039/D1EE02976B

https://doi.org/10.1039/D1EE02976B