利用太阳能同时将二氧化碳（CO₂）和水（H₂O）转化为合成气（CO和H₂）在工业应用中具有重要意义。

近日，南洋理工大学楼雄文教授，浙江师范大学Yong Hu开发了一种简单的多步骤模板方法来合理地构建分级Cu₂S@R_OH-NiCo₂O₃双壳纳米盒（DSNBs）作为高效的p-n异质结光催化剂用于CO₂PR。

文章要点

1）研究人员首先通过部分硫化和芯部刻蚀工艺得到CuS NBs，然后，在CuS NBS表面包覆NiCo层状双氢氧化物（LDHs）纳米片，并对其进行热处理，得到了Cu₂S@R_OH-NiCo₂O₃ DSNBs。

2）中空壳结构不仅可以通过内部细长的光反射和散射路径促进光的吸收，而且通过缩短光生电荷向表面区的扩散路径，提供丰富的活性中心，促进电荷分离。Cu₂S@R_OH-NiCo₂O₃ DSNBs催化剂具有电荷快速分离和转移的特点，可以选择性地促进CO₂PR转化为CH₄和PHE反应。有趣的是，R_OH-NiCo₂O₃表面羟基的含量可以调节CO₂PR的活性和选择性，从而可以最大范围调节合成气的生产，用于工业应用。

3）研究人员通过实验和理论研究阐明了键合羟基是如何通过“一举两得”的策略来调节合成气比例。

这项工作为通过调控光催化剂的表面化学性质来调节太阳能合成气提供了一种普遍而有效的方法。

参考文献

Lei Li, et al, Steering Catalytic Activity and Selectivity of CO₂ Photoreduction to Syngas with Hydroxy-Rich Cu₂S@R_OH-NiCo₂O₃ Double-Shelled Nanoboxes, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202205839

https://doi.org/10.1002/anie.202205839