光催化，Science！

本文报道了一种以二氧化碳(CO₂)作为氧供体的光催化策略，用于烯烃的氧化断裂生成酮或羧酸。传统氧化方法如臭氧分解存在爆炸风险，重金属法则产生有毒废物，而CO₂虽然安全廉价，但因其极高的热力学稳定性，在温和条件下活化极具挑战。研究团队开发了一种铁基异质光催化剂(Fe@f-gC₃N₄)，在常温常压下实现了这一转化。该催化剂表现出卓越的稳定性，在10次循环测试和连续流反应器运行21天后活性仅轻微下降。方法具有广泛的底物普适性，成功转化了45种底物，包括多种敏感官能团和复杂药物分子。机理研究结合时间分辨光谱、同位素标记、原位光谱分析和DFT计算，揭示了CO₂通过扭曲活化驱动的“环氧化-开环-断裂”连续氧转移机制。研究结论表明，这一策略为有机合成提供了比传统方法更安全、环保的替代方案，同时为CO₂资源化利用开辟了新途径。