武汉理工大学张高科教授团队ACS Catalysis：Ag调控CuInSnS4纳米片表面天然FLPs实现高效光催化CO₂甲烷化

背景：光催化CO₂转化为碳基燃料是解决能源与环境问题的有效途径，但CO₂分子结构稳定、活化难度大，且产物选择性难以控制。受阻路易斯酸碱对（FLPs）虽能有效活化CO₂，但传统人工构建的FLPs存在位点密度低、分布不均等问题。研究目的：针对上述挑战，武汉理工大学张高科教授团队开发了Ag掺杂的CuInSnS₄（Ag-CISS）纳米片催化剂，通过暴露高指数{422}晶面，构建了周期性、高密度的天然表面FLPs阵列。Ag部分替代Cu位点，在保持结构完整性的同时，增强了FLPs的路易斯酸碱特性。结论：Ag掺杂显著提升了CO₂活化能力：420 nm处表观量子产率从0.58%提升至5.19%，CH₄选择性从68.6%提升至85.8%。实验与理论计算表明，增强的路易斯碱性降低了CO₂吸附与活化能垒，而优化后的路易斯酸性调控了*CO中间体的加氢路径，使其更倾向于生成CH₄而非CO脱附，实现了光催化CO₂还原活性与选择性的同步提升。该研究为通过原子级调控天然FLPs提升小分子催化效率提供了新策略。