本研究通過在CdS/ReSₓ光催化劑中引入Au納米粒子，構建了具有局域表面等離子體共振（LSPR）效應的CdS/Au@ReSₓ複合體系，實現了超快界面電子轉移，顯著提升了光催化析氫性能。最優樣品CdS/Au₀.₅@ReSₓ的析氫速率高達8.6 mmol·g⁻¹·h⁻¹（AQE = 35.9%），遠超對照樣品。通過原位XAFS、fs-TAS等先進表征手段，揭示了LSPR誘導的電子缺位Auδ⁺物種形成及Au–S鍵縮短機製，為設計高效等離子體光催化劑提供了新思路。

https://doi.org/10.1021/jacs.5c11154

本文概述了基於 MOF 的光催化劑在 CO2 還原方面取得的最新進展，基於還原產物，包括將 CO2 光催化轉化為 CO 及其他有機化學品（甲酸、甲醇和甲烷）。強調了多種改進相關光催化性能的改性技術及其對應的結構-活性關系。特別強調了 CO2 捕集能力對基於 MOF 的材料在光催化 CO2 還原性能中的作用。此外，介紹了基於 MOF 的材料在光催化 CO2 轉化方面的機會、挑戰和未來前景，旨在以綠色和可持續的策略合理設計更具創造性的基於 MOF 的光催化系統，以實現 CO2 的利用。

https://doi.org/10.1016/j.ccr.2020.213262

本研究通過模擬pMMO酶構建了具有協同效應的N/O不對稱配位雙原子電催化劑，用於促進底物的共吸附，以實現苯甲醇(PhCH2OH)氨氧化為苯腈(Ph-C≡N)。Cu1Pd1在C-O鍵到C≡N鍵的電催化中表現出86.9%的選擇性和61.8%的法拉第效率(FE)，以及在堿水電解不能發生的電位下的高性能產氫。Operando x-ray吸收精細光譜(XAFS)通過各種原位實驗證明，Cu和Pd位點的協同效應降低了*PhCHO和*NH2OH中間體(決定速率步驟)形成的能壘。這一工作為原子尺度協同催化實現高選擇性電合成反應提供了理論指導。

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125580

本文研究了銅 - 銦（Cu-In）單原子合金（SAA）催化劑中的主客體金屬相互作用，結果表明該相互作用可顯著改變電化學二氧化碳還原反應（CO₂RR）的路徑。在銅基體中摻雜 1% 的銦（In），會形成孤立的銦 - 銅（In-Cu）界面，該界面可實現高效的 CO₂到一氧化碳（CO）的轉化，法拉第效率超過 90%。相反，在銦基體中摻雜 1% 的銅，則會形成銅銦（CuIn）合金相，使產物選擇性轉向甲酸（HCOOH），法拉第效率同樣超過 90%。原位光譜測試與密度泛函理論（DFT）模擬結果顯示，在兩種 Cu-In 單原子合金催化劑中，銅（Cu）均為活性位點。在 In-Cu 界面處，摻雜的銦會影響主體銅原子的吸附能：一方面促進 CO₂的吸附與活化，另一方面減弱線性結合的 * CO 中間體（CO_L）的結合強度，從而提高 CO 的選擇性。相反，CuIn 合金的剛性基體可穩定橋鍵結合的CO 中間體（*CO_B），更有利於甲酸的生成。

https://doi.org/10.1002/anie.202512970

本研究通過分子設計合成了三種具有不同邊緣原子（C、N、O）的高結晶性鋸齒狀一維共價有機框架（1D COFs），實現了無犧牲劑、無貴金屬條件下的高效CO₂光還原。其中，1D-C-COF表現出最優性能，CO產率達1406 μmol·g⁻¹，遠超多數已報道的COF基光催化劑。研究表明，邊緣原子的電負性調控可有效調節電子給體能力，進而影響電荷分離效率與催化性能。

DOI: 10.1002/adfm.202506998.

本文展示了一種新的策略，即熱載流子開發，通過非等離子體Ru納米粒子(NPs)的帶間躍遷來實現高效的二氧化碳減排。Ru納米粒子與金屬有機骨架(MOF)結合構成Ru@MOF-808的肖特基結，其特點是將熱的帶間電子從Ru納米粒子定向注入到吸附的襯底上，並在Ru催化中心周圍局部富集化和活化襯底，這是因為它具有高的肖特基勢壘、優異的氣體吸附能力和優異的氫溢出能力。Ru NPs中的熱帶間空穴也可以被豐富的活性H物種迅速猝滅，確保可持續的熱電子產生，並為二氧化碳甲烷化產生豐富的質子。這樣的催化劑設計能夠高效地利用熱的帶間載體，進而大大加速了涉及8個電子和8個質子的具有動力學挑戰性的二氧化碳甲烷化反應。因此，Ru@MOF-808在可見光和環境條件下提供了創紀錄的17.16%的表觀量子產率。這一發現為多相光催化提供了新的見解，並開辟了一條有效利用二氧化碳的新途徑。

https://doi.org/10.1002/smll.202504721

本研究首先通過層狀雙氫氧化物煆燒法合成了可調節結晶度的Cu-Al混合金屬氧化物（CuAl-MMOT）預催化劑。隨後，這些預催化劑通過原位電化學重構反應形成具有tailoredCuδ+價態的活性CuAl-MMO-TR催化劑。其中中等結晶度的CuAl-MMO-600R在-300 mA·cm⁻²條件下實現了76.8%的C2+法拉第效率和44.6%的乙烯選擇性，其性能優於低結晶度和高結晶度的對照催化劑。原位拉曼光譜和密度泛函理論表明，殘留的鋁物種通過強電子相互作用穩定Cu+活性位點，而氧空位則促進CO吸附和OH⁻富集，協同降低了C-C耦合能壘。此外，通過甘油氧化反應輔助的體系整合技術使全電池電壓降低了17%，實現了CO2向C2+的同步轉化及生物質衍生化學品的生產。這種結晶度導向的重構策略為定製CO2RR電催化劑和控製產物選擇性提供了一條途徑。

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c06395

本研究通過強靜電吸附與熱還原策略，在Bi₄Ti₃O₁₂納米片上構建了Ru單原子分散的Cu納米顆粒（BTOCu₂Ru₀.₅），實現了180.67 μmol·g⁻¹·h⁻¹的CO產率，且幾乎無副產物。實驗與理論計算表明，Ru–Cu雙位點協同促進CO₂吸附與活化，顯著降低*COOH形成的能壘，從而實現高效、高選擇性的CO₂至CO轉化。

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c08303.

本文提出了一種將光緻變色效應與缺陷工程協同耦合的新策略，在BaTiO3（BTO）與Cl/I共摻BiOBr（BCBI）構建的Z型異質結光催化劑中顯著提升CO2還原性能。結構表征表明，BTO-BCBI複合物具有高度均勻的界面接觸、豐富的氧空位和Ti3+缺陷，並表現出可逆光緻變色特性。性能測試顯示，該材料在純水體系中無需犧牲劑即可實現32.0 μmol g-1h-1的CO產率和94%的選擇性，活性分別為BCBI和BTO-BB的4.2倍和9.7倍，並保持優異循環穩定性。機理研究結合PL、原位KPFM、EPR、DRIFT及DFT計算揭示：光緻變色調控能帶結構、缺陷位點促進載流子分離、Z-Scheme電子傳輸確保強還原勢，三者協同驅動CO2高效選擇性轉化。

https://doi.org/10.1002/adfm.202514966