近日，我院綠色化學與化工技術團隊最新研究論文“Boosting Water Decomposition by Sulfur Vacancy for Efficient CO₂ Photoreduction” 在能源和環境領域頂級期刊Energy & Environmental Science (IF: 38.532)上在線發表。菠菜技术交流论坛為第一完成單位，博士生尹世康為第一作者，霍鵬偉教授、闫研研究員和密歇根大學的周鵬博士為通訊作者。

“雙碳”目标下利用太陽光将二氧化碳有效地轉化為可儲存的燃料或簡單的化學品是一項夢寐以求的技術。半導體介導的光催化CO₂還原制備碳氫化合物是實現二氧化碳資源化利用的理想途徑，但CO₂催化轉化過程中半導體結構與催化性能關系和微觀界面的反應機制仍然不清。尤其是CO₂光催化還原過程水氧化(OER)的半反應，涉及四電子的OER半反應受特定界面構型的高度影響，并且對CO₂還原反應效率産生較大影響，可能是整個CO₂光還原中的速率限速步驟。依此，綠色化工技術團隊在SnS₂原子薄層上精心設計的S空位促進OER半反應來提高整體CO₂光還原效率。所設計出的Vs-SnS₂ （23.07%）催化劑在光催化CO₂還原中表現出高達25.71μmol g^-1 h^-1的CO析出率，光催化效率為初始SnS₂催化劑（CO析出率為3.14μmol g^-1 h^-1）的8.2倍。原位DRIFTS和DFT計算表明，S空位有利于決速步的OER半反應，從而加速空穴消除/質子釋放，促進CO₂還原半反應。該研究對半導體光催化劑上缺陷位點、CO₂和水之間關系的新認識得到進一步深入。

該研究成果得到了國家自然科學基金項目的資助。

文章鍊接：https://doi.org/10.1039/D1EE03764A