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CO₂和H₂O直接光催化轉化為高價值的C₃化學品具有廣泛前景，但是由于C₁-C₁和C₂-C₁偶聯過程的內在困難，而且人們對于潛在的反應機制不清楚，因此如何轉化為C₃化合物仍然具有挑戰性。

有鑒于此，西安交通大學郭烈錦院士、劉亞副研究員等報道了一種以分散的Cu單原子為特征的Cu-ZnS光催化劑的設計和合成。

本文要點：

（1）

通過Cu單原子與S原子配位，能夠形成電荷分布可調控的獨特Cu-S-Zn活性位點，有利于與表面吸附中間體之間的相互作用。這種結構改善*COCHCO中間體的穩定性，促進*COCHCO與*CO偶聯，在熱力學和動力學上看，Cu-ZnS表面形成*COCOCHCO都更有利。鑒定了多種關鍵的C₃中間體，包括*COCHCO、*OCCCO和*CHCHCO，給出了CO₂轉化為CH₃CH₂COOH的明確反應路徑。

（2）

Cu-ZnS光催化劑實現了0.45 μmol h^-1的CO₂到CH₃CH₂COOH的轉化率，基于電子的產物選擇性達到91.2 %。而且，當加入三乙醇胺，產率提高為16.9 μmol h^-1，選擇性為99.8%。這些發現強調了調節多碳偶聯過程的重要性，以實現二氧化碳高效光催化轉化為C₃產物，為可持續化學合成的未來發展提供幫助。

參考文獻

Fuxia Huang, Feng Wang, Ya Liu, Liejin Guo, Cu-ZnS Modulated Multi-Carbon Coupling Enables High Selectivity Photoreduction CO₂ to CH₃CH₂COOH, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202416708

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416708