EES：局部结晶的氮化碳调节*OCCHO中间途径用于高选择性光催化CO2还原为CH3CHO

Nanoyu

2021-11-16

光催化CO₂转化为CH₃CHO越来越受到人们的关注，但在整个过程中如何形成C-C键和保持C=O键的完整性是一个巨大的挑战。

近日，中国广州分析测试中心Fuxian Wang报道了开发了一种改性的聚合物氮化碳（PCN）在温和条件下选择性光催化CO₂加氢合成CH₃CHO。

文章要点

1）研究人员通过氨基-2-丙醇(AP)辅助的水热预处理，精心制备了PCN。改性后的PCN呈现出独特的泡状结构，非晶微区和结晶良好的晶格矩阵交替出现在骨架中。

2）实验结果显示，催化剂的光催化活性为1814.7 μmol h^-1 g^-1，CH₃CHO的选择性为98.3%，在385 nm处的量子效率为22.4%，优于所有先进的CO₂还原光催化剂。

3）研究发现，在局部结晶的PCN上，从CHO到OCCHO中间体的势垒显著降低，而*CHO加氢为*CH₂O的反应受到抑制。因此，*OCCHO中间体的形成有利于后续质子耦合电子转移生成CH₃CHO而不是HCHO。此外，优化后的PCN可以防止CH₃CHO过度质子化生成CH₃CH₂OH，最终实现高选择性的CH₃CHO。

这项工作为设计高选择性、可持续CO₂转化为CH₃CHO的碳氮化物提供了一种新的策略。

参考文献

Qiong Liu, et al, Regulating *OCCHO intermediate pathway towards high selective photocatalytic CO₂ reduction to CH₃CHO over locally crystallized carbon nitride, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE02073K

https://doi.org/10.1039/D1EE02073K