光催化CO₂还原再突破！上海交通大学联合上海科技大学登上Nature Synthesis！

主要观点总结

该文章报道了一种新型的手性介观结构Cu掺杂In2S3光催化剂，用于在模拟太阳光照下实现高效CO2光催化还原生成乙醇。该催化剂通过自旋极化效应和Cu–In双原子位点的设计，实现了乙醇的高产率和高选择性。研究表明，手性结构可诱导电子自旋极化，促进三重态OCCO中间体的形成和稳定，而双活性位点则能将这些中间体转化为化学吸附的中间体，从而促进C–C偶联生成乙醇。该工作强调了增强C2中间体形成在光催化CO2还原中的关键作用，为深入理解CO2光还原反应机理提供了新思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

光催化CO2还原（PCCR）是直接将CO2转化为高附加值多碳产物的有前景途径，但目标产物的产率和选择性仍然偏低。尤其是乙醇的生成，因C–C偶联低效，易生成C1副产物，实现高产率和高选择性具有挑战性。

关键观点2: 研究创新点

研究团队首次报道了一种手性介观结构Cu掺杂In2S3（CMCI）的光催化剂，该催化剂通过自旋极化效应和Cu–In双原子位点的设计，实现了高效PCCR至乙醇。在模拟太阳光照下，乙醇的产率和选择性分别达到了1.4 mmol g cat -1 h -1 和93.7%。

关键观点3: 催化剂的特性

催化剂的手性结构诱导电子自旋极化，促进三重态OCCO（3 OCCO）中间体的形成和稳定。表面Cu–In双活性位点能高效将这些中间体转化为化学吸附的中间体，从而促进C–C偶联生成乙醇。

关键观点4: 实验结果

在5 atm CO2条件下，乙醇产率高达1.4 mmol g cat -1 h -1，选择性为93.7%，远超已报道体系。在常压条件下（1 atm CO2），乙醇产率和选择性分别达到了792.1 μmol g cat -1 h -1 和94.1%。

关键观点5: 研究意义

该研究不仅提出了一种实现高效且高选择性光催化CO2还原生成多碳产物的新策略，还证实了3 OCCO和化学吸附的中间体在多碳产物生成中的关键作用。此外，该研究为碳捕获和利用开辟了一条新途径。