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設計高效率的CO₂還原光催化劑需要精確的理解真實條件（溶劑、光強）的動態光催化反應機理。

有鑒于此，浙江工業大學莊桂林教授等報道將從頭算非絕熱分子動力學（AIMD）模擬和DFT理論計算結合，通過理論研究Co擔載在單層黑磷的催化劑在光場下C-C偶聯反應的動力學。

本文要點：

（1）

Co@BP光催化劑具有優異的光催化性能，包括優異的穩定性、長壽命的光生載流子、強還原性。從熱力學角度，Co@BP光催化劑的光催化活性具有顯著區別，在非溶劑條件以99.99 %的選擇性生成HCOOH，在溶液相以99.34 %的選擇性生成CH₂CH₂（E_a=0.33 eV）。

（2）

基于MD模擬的結果，在水/乙腈混合溶劑中，有助于生成C₂₊產物，當H₂O/ACN的比例為1:9是生成CH₂CH₂最合適的比例。在光照射下，發現溶液相中，多個質子通道能夠吸附CHO*與臨近活性位點的CHO擴散后偶聯，生成C₂中間體。這項工作展示了反應介質對光生載流子動力學的重要性，為調控光催化CO₂轉化的產物選擇性提供一種策略。

參考文獻

Fu-Li Sun, Cun-biao Lin, Zhi-rui Luo, Qing Chen, Wen-xian Chen, Gui-lin Zhuang, Multichannel Photon-Stimulated C-C Coupling for CO₂ Reduction in a Mixed Water/Acetonitrile Solvent, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202500270

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202500270