本文设计了一种非金属氯和金属钴掺杂的CN(Cl/Co-CN)，以克服原始CN的主要局限性，其中Cl和Co表现出互补的作用，以提高光催化性能。Cl/Co-CN生成CO的摩尔分数为18.89μmol⋅g−1⋅h−1，是CN的1.72μmol⋅g−1⋅h−1的11倍。并且大大超过了单一掺氯CN(5.58μmol⋅g−1⋅h−1)和掺Co CN(7.57μmol⋅g−1⋅h−1)的总和。表征结果表明，氯掺杂主要减小了CN的禁带宽度，扩大了CN的光吸收范围。而Co掺杂抑制了电子-空穴复合，降低了电荷迁移率电阻。共掺杂的氯和钴以互补的方式促进了CN的可见光吸收和电荷分离效率。原位漂移实验表明，Cl/Co-CN依次通过CO*、COOH*和CO*中间体将CO2转化为CO。Cl/Co共掺杂还能增强CO2的吸附和产物CO的脱附。进一步的密度泛函计算表明，与CN相比，Cl/Co-CN的价带和导带分布更加离散，从而增强了电子-空穴的分离。这项工作展示了一种通过g-C3N4的互补氯和钴掺杂来促进二氧化碳光还原的创新方法。

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.165722

本研究通过双金属金属有机骨架( MOFs )的原位拓扑转变合成了拉伸应变的Ni/TiO2催化剂。通过调节乙二醇/水混合溶液溶剂比例(以3 : 1的体积比实现3 %的晶格膨胀)，实现了对应变水平的精确控制。进一步的表征证实了原子级分散的五配位Ni物种掺入TiO2晶格中。诱导应变不仅有利于光生载流子的有效分离和迁移，而且增强了CO2吸附能力，使得Ni/TiO2-EG45的HCOOH产率达到140.0 μmol·g-1h-1，是低应变的5倍左右。此外，H2O2的引入促进了质子耦合电子转移，从而进一步提高了( 242.7μmol·g-1h-1)的产率和HCOOH的选择性(≈100 % )。这种菌株工程方法为设计高效的光催化系统提供了新的微环境调控的见解。

https://doi.org/10.1002/adfm.202515558

本文在钼酸镍上动态构建了一层致密的外延氢氧化层，形成了有效的保护屏障，防止了钼的浸出，提高了材料的稳定性。这种优化增强了局域电场，增加了水合钾离子在外亥姆霍兹平面内的浓度。结果表明，界面氢键网络得到改善，催化剂表面水分利用率提高，反应动力学加快。优化后的材料在工业碱性电解槽上稳定运行，电流密度为0.45A cm-2。动态构建外延催化层的双重优化策略为开发稳定、高电流密度的电催化材料提供了宝贵的见解。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-63361-x

本文合成了S型g-C3N4/CuFe2O4/ZnIn2S4异质结，用于构建自支撑三相体系用于光催化CO2还原。该异质结中的两个内建电场诱导了光生载流子的有效迁移，从而产生了较宽的光响应范围和较强的氧化能力。这种无牺牲剂的孪生S型光催化体系具有较高的CH4选择性( 96.8 % )和惊人的CH4产出率( 267.4μmol·g-1·h-1)，并且在五次循环过程中仍然保持着优异的循环速率( 249 ~ 267. 4μmol·g-1·h-1)。此外，g-C3N4/CuFe2O4/ZnIn2S4异质结同时具有亲水性和疏水性，通过控制界面润湿性实现了CO2向CH4的高效转化，gC3N4作为疏水层促进了CO2传质，实现了CO2在异质结表面的富集；ZnIn2S4作为亲水层可以很好地吸附H2O，H2O进一步被光生空穴氧化成许多质子( H+ )。最后，DFT计算发现位于g-C3N4和CuFe2O4之间的Fe-N键在光催化CO2还原过程中起着至关重要的作用。它们作为电子转移的桥梁诱导CO2的弯曲吸附，增强了* CO的吸附和* H的稳定。

https://doi.org/10.1021/acscatal.4c00409

本文提出了一种通过使用喹啉磺酸作为配体来设计可见光活性铈MOF的策略。合成的化合物（1-Ce）具有高表面积、开放的Ce金属位点和大尺寸的1D通道。得益于配体到金属的电荷转移，1-Ce表现出良好的可见光吸收。此外，氮和氧原子的螯合配位赋予1-Ce优异的化学稳定性。由于其丰富的金属位点、高孔隙率和可见光响应性，1-Ce在可见光下对CO2还原表现出优异的光催化活性，实现了138μmol·g−1·h−1的CO生产率，超过了之前报道的Ce-MOF光催化剂。

https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.5c00342 

本研究通过分别经由平面内Ru-N4配位和界面Ru-N键将Ru单原子（SA）和纳米粒子（NP）锚定在聚（庚嗪酰亚胺）（PHI）上，在RuNP/Ru-PHI催化剂上实现了高效持久的CO2光还原。该催化剂显示出无与伦比的CO产量（32.8µmol h-1），800 nm以上的表观量子效率（0.26%）创下历史新高，并形成了有价值的H2O2。Ru SA调节PHI的电子结构，以促进平面内电荷转移到Ru NP，在界面处形成内置电子场，引导电子空穴分离，并将激发的电子从Ru PHI快速移动到Ru NP。同时，Ru-SAs在PHI中引入杂质水平以赋予长波长光吸收，而Ru-NPs增强CO2吸附/活化并加速CO解吸。Ru物种的这些效应共同有效地确保了CO2到CO的转化。催化剂上的二氧化碳还原过程遵循二氧化碳路径→ *CO2→ *COOH→ *CO→ CO，基于原位漫反射红外傅里叶变换光谱鉴定的中间体，并得到密度泛函理论计算的进一步支持。

https://doi.org/10.1002/anie.202505453

本文报道了通过手性诱导合成的β-酮烯胺连接的手性共价有机框架（COF）表面上具有手性四齿配体的钴基分子催化剂的对映选择性固定。对映体组装使分子催化剂和手性COF之间能够进行轴向配位，并伴有烯胺到亚胺的互变异构。利用高效的内层电子转移，所得复合材料在不使用贵金属的情况下表现出显著提高的H2析出率（5.70 mmol g−1 h−1）和持续的性能。COF平台上的对映体组装策略展示了一种可行的方法，可以提高分子催化剂的稳定性和活性，从而扩展单中心光催化剂的设计范式。

https://doi.org/10.1002/anie.202509095

本文报告了一种人工太阳能转换器（ASEC），它由作为太阳能收集器的光收集单元和作为反应器和转运器的定向离子亲水通道组成。基于这种架构，所获得的ASEC（即ASEC-NJFU-1）可以在自然光下有效地实现从天然海水中生产淡水和H2O2。ASECNJFU-1的总太阳能转换（SEC）高达8047 kJ m-2 h-1，对应于淡水和H2O2的生产率分别为3.56 kg m-2 h-1和19 mM m-2 h-1，这是迄今为止报道的所有光热光催化系统中的最高值。结合光谱和实验研究的机制研究表明，ASECNJFU-1的高SEC性能归因于植物仿生结构的存在，碳纳米管作为太阳能收集器，COF基定向气凝胶作为反应器和运输器。因此，该工作建立了一种新型的人工光合作用系统，用于高效利用太阳能。

https://doi.org/10.1002/anie.202421990

共价有机框架（COFs）是一种很有前途的合成过氧化氢（H2O2）的光催化剂。然而，有机聚合物的性质使得高活性和稳定性之间的平衡具有挑战性。我们发现，连接位置对2D COF光催化剂在不牺牲试剂的情况下的产H2O2稳定性很重要。以1,3,5-三甲酰间苯三酚与苯-、吡啶-、吡嗪-正二胺和对二胺为构建单元构建了邻位连接和对位链接的2D COFs （o-COFs和p-COFs）。含有两个吡啶氮原子的含吡嗪的o-COFs的H2O2产率为4396 μmolg-1 h-1，且在纯水中光催化稳定性高（48 h），优于对应物p-COFs。通过密度函数计算，提出了四步反应机理。此外，还阐明了o-COFs的活性位点和增强稳定性的原因。

https://doi.org/10.1002/anie.202404077