王心晨/汪思波Angew：Ru单原子-纳米粒子协同超800 nm光催化CO2还原

本文介绍了福州大学王心晨教授和汪思波教授团队在光催化CO2还原领域的研究成果。研究背景是光催化二氧化碳与水转化为碳质燃料是二氧化碳管理和太阳能利用的理想策略，但效率仍不理想。研究目的是通过将Ru单原子和Ru纳米粒子修饰在聚己烷酰亚胺PHI上，实现高效和持久的CO2光化学还原。研究结果表明，该催化剂的CO产率高达32.8 μmol h-1，在800 nm处的表观量子效率达到了创纪录的0.26%，并生成具有价值H2O2。Ru单原子调控PHI的电子结构，促进面内电荷向Ru纳米粒子转移，形成内置电子场，引导电子空穴分离。Ru纳米粒子则增强CO2的吸附/活化，加快CO的脱附。通过原位漫反射FTIR光谱和DFT理论计算，发现催化剂还原CO2反应的过程遵循CO2→*CO2→*COOH→*CO→CO的途径。