二氧化碳光/光电催化还原可控纳米结构多相催化剂研究进展

二氧化碳高效还原制备燃料和化学品是实现其资源化，解决能源和环境问题的有效途径。由于CO2的高度稳定性，其在温和条件下的高效活化和转化是化学领域最具挑战性的科学难题之一。利用丰富的太阳能实现水存在下的CO2光/光电催化活化和转化，即人工光合作用，是实现CO2资源化的理想途径。发展高效光/光电催化剂是实现这一途径的关键。

近年来国内外大量研究集中在通过半导体的能带工程以改善催化剂的吸光能力和构建异质结以提高光生电荷的分离效率。然而，有关如何促进高度稳定CO2分子的吸附和活化方面的研究还开展得较少。通过调控半导体和助催化剂的表界面结构，设计CO2高效吸附和活化的催化活性中心至关重要。

厦门大学谢顺吉、张庆红和王野等近年来致力于解决如何实现水分子存在下CO2分子的优先还原和如何控制CO2还原产物等与选择性相关的关键科学问题，成功设计和研制了一系列水存在下CO2优先还原的光催化剂体系：如具有Pt@Cu2O核壳结构助催化剂的Cu-Pt/TiO2 (Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5776 -5779)；碱性氧化物和Pt协同作用的MgO-Pt/TiO2 (Chem. Commun. 2013, 49, 2451-2453; ACS Catal. 2014, 4, 3644-3653); 同时具有较高电荷分离效率和CO2吸附能力的二维铌酸锶 (Chem. Commun. 2015, 51, 3430-3433)；具有CO2自促进还原功能的聚苯胺修饰Pt-TiO2(Chem. Commun. 2015, 51, 13654-13657)。

最近王野课题组应邀撰写的Feature Article “Photocatalytic and photoelectrocatalytic reduction of CO2 using heterogeneous catalysts with controlled nanostructures”在2016年第1期《Chem. Commun.》上发表(Chem. Commun. 2016, 52, 35-59)。该文以调控半导体光/光电催化剂及相关助催化剂的表界面结构为主线，系统总结了不同纳米结构对光/光电催化还原CO2性能的影响，为进一步设计和研制CO2选择还原的高效光/光电催化剂提供了重要指导。

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/CC/C5CC07613G

原文标题：Photocatalytic and photoelectrocatalytic reduction of CO2 using heterogeneous catalysts with controlled nanostructures