本文設計了一種氟化的鐵-β-酮烯胺連接的共價有機框架（Fe/F─COF）光催化劑，其中F官能化調節電子結構，產生電子離域的FLP，其鐵酮氧空間間距精確控製在3.4Å。實驗和計算結果表明，F誘導的電子離域增強了NO3−活化的Fe位點的Lewis酸度，並增加了CO2活化的酮氧基的堿度。此外，電子離域的Fe中心表現出軟化的酸特性，削弱了吸附的*NH物種中的Fe-N鍵，促進了C-N偶合。這種空間和電子配置降低了C─N偶聯屏障，有利於*NHCO中間體的形成和隨後的尿素生產。Fe/F-COF實現了93 µmol gcat−1 h−1的高尿素收率，在400 nm處的表觀量子產率為1.1%。

DOI：10.1002/anie.202517545

本文報道了一種模擬天然光合中心的結構調控策略——通過在金屬有機骨架（Milv）中構築原子級精確的Cu–Ti雙金屬配位對，實現了超快（3 ps級）電子轉移與高效CO2光還原為C2H4（乙烯）。Cu單原子均勻分散在富氧空位的Ti節點周圍，形成Cu–O2–Ti橋聯結構。系統的XANES/EXAFS和原位XPS證實Cu處於+2價並與Ti直接配位，fs-TA與TRPL顯示其電荷分離速率較純Milv提高數倍。原位DRIFTS檢測到CHOCO中間體，表明Cu–Ti位點促進C–C偶聯。DFT計算進一步揭示激發態下Cu–Ti結構會發生“光緻自調節”，通過d–p軌道雜化穩定CHOCO中間體，使CO2→C2H4反應熱力學自發化。該工作提出“精準雙金屬對–結構自響應–C–C偶聯”新機製，為多碳產物光還原催化提供了思路。

https://doi.org/10.1021/jacs.5c12465

本研究提出一種 “框架溶解” 策略，通過引入惰性元素構建不同框架結構，實現銅 - 氧（Cu-O）幾何配位的精準調控。借助原位 X 射線衍射（XRD）和拉曼光譜表征，揭示了不同 Cu-O 幾何配位對 OD-Cu 重構過程的影響及晶面調控機製。結果表明，不同製備條件下的 OD-Cu 呈現出各異的（200）/（111）晶面比例，其中以 OD-Cut（200）晶面為主導的催化劑表現最優。該 Cu（200）晶面主導的 OD-Cut催化劑，其 C₂+產物法拉第效率（FE_{C₂⁺}）可達 75.1%，部分電流密度為 - 187.8 mA・cm-2。理論計算證實，由四面體 Cu-O 幾何配位衍生的 OD-Cuₜ以（200）晶面為主，該晶面特性有利於促進 CO₂RR 中 C₂+產物的生成。

https://doi.org/10.1007/s40843-025-3349-2

本研究通過原子級Bi-O配位將Bi元素引入ZnIn2S4晶格，利用晶格應變與電子重排的協同效應激活固有In位點。多尺度表征證實形成了具有1.51%定量晶格拉伸的BiO2S2-ZIS結構。綜合理論計算與原位光譜分析表明，Bi-O配位通過提升相鄰In位點的電子密度，有效降低p帶中心能級並增強載流子分離。同時，晶格應變強化了Bi-O軌道雜化並削弱In-O共價性，二者協同優化載流子動力學過程。這使得O₂吸附模式從In位點的Pauling型轉變為In-Bi雙位點的Yeager型吸附。此外，Bi-O橋鍵作為質子庫，通過增強庫侖相互作用促進OOH中間體形成與H2O2合成。這種應變-電子協同機製實現了6.06 mmol g-1h-1的創紀錄H2O2產率和2.32%的太陽能-化學能轉換效率，性能超越所有已報道的無機半導體光催化劑。該研究不僅展示了卓越的光催化性能，更為固有活性位點激活提供了高效策略。

https://doi.org/10.1002/anie.202518232

本文通過理性設計水活化中心以促進活性氫（H）生成並穩定Cu(I)物種，對於銅基催化劑在電催化二氧化碳還原反應（CO₂RR）中生成多碳（C₂₊）產物具有重要意義。本研究通過種子介導生長法，在氧化亞銅（Cu₂O）立方體邊緣選擇性沉積了二氧化鈰（CeO₂）納米晶粒與氧化銅（CuO）納米針。與純Cu₂O立方體相比，所製備的CuₓO-CeO₂複合材料表現出顯著提升的乙烯（C₂H₄）法拉第效率與部分電流密度。原位光譜分析與理論計算證實，CuₓO-CeO₂複合材料中構建的Cu-O-Ce橋能有效增強H吸附並穩定Cu(I)物種，進而促進後續C-C偶聯反應及關鍵中間體COCHO（乙烯生成路徑）的質子化過程。該研究為通過調控H吸附行為與穩定Cu(I)價態來提升CO₂向C₂₊產物轉化效率提供了新的設計思路。

https://doi.org/10.1002/anie.202510383

本研究構建了一種含碸基的共價三嗪框架（CTF-SO），用於實現H₂O₂生成與苯甲醇氧化成苯甲醛的整體光催化反應。該體系以苯甲醇同時作為溶劑和反應物，實現了38.2 mmol·g⁻¹·h⁻¹的H₂O₂生成速率和39.2 mmol·g⁻¹·h⁻¹的苯甲醛生成速率，且苯甲醛選擇性高達100%。碸基誘導的鄰位碳電子密度增強，有效促進了電荷分離、O₂與反應物的吸附，並降低了反應能壘。

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.126040

本文報道了一種通過錨定In2S3納米片( Cu-In2S3 )中的低價態單原子Cu位點來降低激子結合能以促進激子解離的有效策略，可增強光催化CO2還原活性。光輻照開爾文探針力顯微鏡( KPFM )、原位輻照X射線光電子能譜( XPS )和變溫光緻發光( TD-PL )的研究表明，低價態單原子Cu的摻雜可以有效地驅動電荷轉移和分離。此外，通過飛秒時間分辨光譜( fs-TAS )對載流子動力學行為的研究表明，低價態Cu單原子位點的摻雜可以通過降低激子的結合能來促進激子解離，從而增強Cu-In2S3納米片的光催化CO2還原性能。上述提高光催化劑中激子解離效率的策略將為光催化CO2還原和其他光催化應用提供一種高效且有前途的方法。

https://doi.org/10.1002/adma.202512150

本文利用陽光進行光催化將CO2還原為有用化學品是實現可持續能源經濟的理想目標，但例如將CO2還原為CO和CH4的反應速率不超過每小時幾十微摩爾。陽光還原CO2效率低的原因是光生電子-空穴對分離不良，並且無法達到將CO2轉化為CO（pH=7時對NHE電位為−0.53 V）和CH4（pH=7時對NHE電位為−0.24 V）所需的電位。然而，在使用水進行光催化CO2還原中，基於In2O3的催化劑對H2的生成表現出較高活性，但對含碳化學品的生成活性較低。基於In2O3的催化劑在生成基於碳的化學品方面效率低，是由於CO2在催化位點的吸附不足。因此，需要具備促進電子-空穴分離和CO2吸附能力的催化劑以用於光催化CO2還原。

DOI: 10.1021/jacs.7b00266