在金属光催化剂表面上CO₂的H₂O光催化还原以及深入原子尺度理解光催化反应机理具有非常大的挑战。有鉴于此，中科院长春应用化学研究所Ying Wang、陕西科技大学李英宣等报道通过量子点Au纳米粒子光催化剂的中间带隙进行光催化，在H₂O的帮助条件将CO₂还原为CO。

本文要点

（1）

使用低强度420 nm光催化，Au光催化剂的CO产率达到4.73 mmol g^-1 h^-1，选择性达到100 %，反应速率比相同反应条件中使用H₂作为还原剂的反应速率提高2.5倍。

（2）

通过理论和实验研究，发现H₂O分解产生表面Au-O物种，从而显著改善光催化反应性能，而且能够同时优化决速步骤CO₂还原反应、H₂O氧化反应，降低*CO脱附能垒和*OOH形成能垒，促进生成CO和O₂。

这项研究有助于深入理解金属光催化剂的催化活性位点机理促进高性能CO_２还原反应。

参考文献

Shangguan, W., Liu, Q., Wang, Y. et al. Molecular-level insight into photocatalytic CO2 reduction with H2O over Au nanoparticles by interband transitions. Nat Commun 13, 3894 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-31474-2

https://www.nature.com/articles/s41467-022-31474-2