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為了實現人工光合作用的開放環境應用，必須通過耐氧還原直接利用環境中的CO₂。

在此，中國科學院化學研究所Hua Sheng介紹了一種原位生長策略，用于在銦卟啉金屬有機骨架(In-MOF)和單層氧化石墨烯(GO)之間制造二維異質結。

文章要點

1）光照后，In-MOF/GO異質結構促進其羥基化In節點上的串聯CO₂捕獲和光催化還原，即使在空氣水平O₂存在的情況下也優先還原稀釋的CO₂。

2）In-MOF/GO異質結構光催化劑與多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜集成，構成可漂浮的人工葉子。

3）通過三相光催化反應，可漂浮的人工葉子可以去除真實水中的水污染物，同時在空氣水平O₂下有效減少低濃度（10%，大約為燃燒煙氣中的CO₂濃度）的CO₂。

此項研究為在開放環境中構建用于二氧化碳轉化的光催化裝置提供了一種可擴展的方法。

參考文獻

Zhang, Z., Wang, Y., Xie, Y. et al. Floatable artificial leaf to couple oxygen-tolerant CO2 conversion with water purification. Nat Commun 16, 274 (2025).

DOI：10.1038/s41467-024-55753-2

https://doi.org/10.1038/s41467-024-55753-2