記者15日從安徽師範大學獲悉，該校化學與材料科學學院毛俊傑教授團隊在光催化二氧化碳還原領域取得重要進展。該團隊通過原子尺度精準設計多位點協同催化劑，成功實現二氧化碳向高附加值産物丙烷的高效轉化。相關研究成果日前發表於國際期刊《德國應用化學》。

  二氧化碳作為主要溫室氣體，其資源化利用是應對氣候變化、實現能源可持續發展的主要路徑之一。光催化技術憑藉太陽能驅動，可直接將二氧化碳與水轉化為高價值化學品，為碳循環經濟提供了理想解決方案。然而，二氧化碳分子具有極強的化學惰性，還原反應步驟複雜，尤其是形成含3個及以上碳原子的長碳鏈産物時，需經歷多次碳—碳偶聯反應，在能量與動力學層面面臨巨大挑戰。傳統催化劑往往局限於生成甲烷、一氧化碳等短碳鏈産物，難以實現長碳鏈化合物的高效選擇性合成。

  針對這一難題，研究團隊創新設計了一種基於金屬有機框架材料的原子級催化劑。該催化劑以NH2-MIL-125（Ti）納米片為載體，通過精準調控製備工藝，構建了鎳單原子與相鄰錳雙原子組成的協同活性中心，展現出良好的應用潛力。

  研究人員通過深入機理研究得出，丙烷的高選擇性生成源於鎳與錳活性位點之間的協同機制。鎳單原子位點主要負責活化二氧化碳並轉化為一氧化碳中間體；相鄰的錳雙原子位點則高效促進碳—碳鍵的形成與連接。尤為重要的是，鎳與錳之間存在的強電子相互作用，顯著削弱了反應中間體在結合過程中的固有排斥力，使得從雙碳中間體向三碳産物轉化的關鍵步驟得以順利推進，從而實現了丙烷的高選擇性生成。

  該研究揭示了光催化二氧化碳轉化過程中碳鏈延伸的核心機制，為設計開發高效、高選擇性二氧化碳還原催化劑提供了新策略。這一成果不僅推動了光催化碳轉化領域的基礎研究進展，更為溫室氣體資源化利用與綠色化工原料合成開闢了新路徑。（記者洪敬譜 通訊員劉冠琪）