光催化CO₂还原制备高附加值乙烯等C₂产物受到广泛关注，但是这个反应具有非常大的挑战和困难。通常C₂H₄的选择性与CO₂还原步骤的中间体能级密切相关。

有鉴于此，中国地质大学黄洪伟、刘煊赫、中科院化学所张星（Xing Zhang）等报道设计在磷修饰的C₃N₄基底上担载Cu-N₄位点，能够调节反应产生C₂H₄路径的中间体物种，因此在光催化CO₂还原反应中能够控制产物，同时保持高产率。

本文要点：

(1)

作者结合理论计算与实验表征，验证Cu-N₄催化活性位点上生成C-C偶联反应中间体，而且Cu-N₄位点附近的磷掺杂原子促进反应生成C₂H₄。理论计算结果显示，相比于没有磷掺杂的情况，掺杂磷的CuACs/PCN催化剂催化反应中间体的能量都显著降低，此外当磷的掺杂量提高，C₂H₄的选择性提高。此外，当磷的掺杂量提高时，光吸收效率降低，但是电子-空穴分离效率和CO₂吸附能力降低，因此磷掺杂的Cu-N₄位点中C₂H₄产物的选择性显著增强。

(2)

CuACs/PCN催化剂实现了高达53.2 %的乙烯选择性，乙烯的产率达到30.51 μmol g^-1。这项工作说明，调节Cu催化位点的配位环境和催化活性位点附近的微环境，能够促进反应生成C₂H₄，为选择性CO₂光化学还原制备C₂H₄提供一种新方法，发展了一种新能优异的CO₂还原光催化剂。

参考文献

Wenke Xie, Kuangjun Li, Xuan-He Liu, Xing Zhang, Hongwei Huang, P-mediated Cu-N₄ sites in carbon nitride realizing CO₂ photoreduction to C₂H₄ with selectivity modulation, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202208132

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202208132