当今社会化石燃料的大量消耗造成了日益严重的能源短缺问题。而且，由化石燃料燃烧所排放的烟道气中所富含的二氧化碳（10-15%）是加剧全球温室效应的重要因素之一，对生态环境造成了负面影响。使用太阳光将二氧化碳还原成一氧化碳乃至其他含碳有机物这一思路有望改善温室效应，也提供了一种可再生能源的生产方式。但二氧化碳分子的高稳定性造成其活化以及还原过程存在较高的能垒，且二氧化碳还原反应体系中可能产生一氧化碳、甲烷、甲醇等其他产物以及竞争性的氢气。这要求相应催化剂具备高活性与高选择性。

       以金属配合物为代表的分子（均相）催化剂是针对二氧化碳还原反应的一类催化剂，表现出较好的催化活性和选择性。并且，分子催化剂具备清晰已知结构，能通过合成手段和机理研究进行合理优化。目前，光催化二氧化碳还原体系普遍使用贵金属配合物作为光敏剂或催化剂。而为了节约成本，研究者们开始关注于将基于廉价金属的配合物或有机小分子用于构筑光催化二氧化碳还原体系，但普遍光能转换效率较低，且所使用的光敏剂仍以贵金属配合物为主，成本较高。体系仍需要有机溶剂以及有机牺牲剂参与，对环境友好度低。

       王嘉蔚课题组主要关注分子型组分（催化剂/光敏剂）在光催化还原二氧化碳体系中的应用研究。针对上述问题，期望利用相应策略，设计具备如下优点的光催化还原二氧化碳体系：

高效：优化组分/设计相互作用

廉价：使用非贵金属

适应水相：增加水溶性基团

无牺牲剂：利用半导体材料偶联高附加值的氧化反应

目前研究具体方向为：

（一）CO₂还原催化体系内的非贵金属分子组分设计

（二）动态相互作用（dynamic interactions）加速电子传输从而促进光催化还原CO₂

（三）设计分子-材料相互作用加速界面电子转移