《Nature Catalysis》报道我院双金属协同光催化还原二氧化碳研究成果

我院陈贵博士与香港城市大学刘佳聪博士、刘大铸教授以及法国巴黎大学Marc Robert 教授合作，基于四联吡啶开发了一个双核钴催化剂[CoCo(L)]⁴⁺。该催化剂在光催化还原CO₂中，基于双金属中心的协同作用可通过酸与碱调控CO₂还原产物：在酸性条件下，CO₂的光催化还原产物主要为CO，选择性高达99%；而在碱性条件下，CO₂的光催化还原产物主要为HCO₂^-，选择性高达97%。该成果以我院为第一通讯单位，陈贵博士为共同第一作者与通信作者发表在Nature Catalysis上。

CO₂是碳的最高氧化态，其热力学十分稳定、动力学也很惰性，不但难以被活化，而且根据碳中心价态的变化和能量累积程度的不同，其还原产物多种多样(一氧化碳、甲醇、甲酸等)。因此，如何控制CO₂还原至特定产物，是解决CO₂资源化利用面临的一大挑战。

针对CO₂还原过程中还原产物选择性问题，陈贵博士设计了双核钴催化剂[CoCo(L)]⁴⁺。该催化剂在光催化CO₂还原中表现出优异的选择性。催化剂中双钴中心的协同作用不但有利于捕获CO₂，而且对CO₂还原至甲酸根也至关重要。通过原位红外光谱电化学捕捉到CO₂与两个钴金属中心形成三明治型加合物中间体[CoCoCO₂(L)]，并辅以理论计算，他们提出了该催化剂光催化还原CO₂过程中双金属的协同机理模型(见下图)。该项研究为构建高选择性CO₂还原催化剂提供了新思路。

该研究得到国家自然科学基金(21703034)、香港大学研究基金理事会卓越计划基金(AoE/P-03–08)、香港研究资助委员会基金(N_CityU115/18) 、法国国家研究机构基金(ANR-16-CE05-0010-01)以及东莞理工高层次人才启动经费（G200906-47、GC200109-17、 KCYKYQD2017016）等资助。