【ACS Catal.】吉林大学佘萍团队: 调控*COOH/*CHO中间体以实现红外光下选择性光催化CO₂还原

本文报道了吉林大学佘萍团队开发的一种新型有机-无机杂化异质结光催化剂In2S3-CoTPPS，用于在红外光下实现高效且选择性的光催化CO2还原。背景方面，传统光催化剂主要响应紫外-可见光，对占太阳光谱50%的红外光利用率低，且将CO2转化为CH4涉及复杂的8电子过程，动力学挑战大。研究目的在于通过精确调控关键中间体*COOH/*CHO，提高CH4的选择性并增强红外光利用。结论显示，In2S3-CoTPPS异质结通过将MIL-68(In)衍生的In2S3与钴卟啉CoTPPS配位组装，显著提升了光吸收能力、CO2吸附与活化能力以及电荷分离效率。优化后的催化剂在红外光下（λ=800-1100 nm）实现了36.65 μmol g⁻¹ h⁻¹的CH4生成速率，CO生成速率达38.84 μmol g⁻¹ h⁻¹，较纯In2S3提升5.43倍。密度泛函理论计算表明，异质结降低了*COOH中间体的能垒和*CO₂→*CHO转化的吉布斯自由能，从而促进了多产物的选择性生成。该研究为开发高性能红外光响应型光催化剂提供了新策略。