近些年间，CO₂的光/电还原受到越来越多的关注，因为这个反应对于解决全球变暖的现象非常重要，实现从石油燃料逐渐转变为可再生能源。发展这种技术需要高效率和高产物选择性的光/电催化剂。

有鉴于此，布拉格化学技术学院Bahareh Khezri等报道发展了一种可设计的双功能可大规模应用的高性能低成本的模拟生物型光电CO₂还原（P/EC-R）反应体系，能够控制反应产物的选择性，实现在C2、C3、C4产物之间调控。

本文要点：

（1）

合成了针状羟基磷灰石（HAP）纳米粒子，在表面包覆功能性聚多巴胺（P(DOPA)），并且修饰Cu纳米粒子。这种HAP和P(DOPA)结合的催化剂具有丰富的氧官能团（-OH^-，-O^·-，=O），胺官能团（-NH₂，-NH-），因此在催化反应提供了丰富的催化活性位点，能够进行CO₂催化反应中间体的捕获、保留、氢化。通过较好的导电性和光催化能力，再加上Cu的协同作用，能够有效的进行CO₂ P/EC-R。

（2）

控制实验发现，不同量P(DOPA)修饰导致光电催化、电化学反应活性中具有不同的产物选择性。当聚合修饰的时间较少（2 h），反应中主要产物是CO（>83 %）；当聚合修饰的时间增加，在聚合时间分别为5 h和15 h，产物的主要产物分别为C₂H₆（>70 %）或CH₄（>74 %）。

进一步的，研究了过电势对反应产物的影响。当提高过电势（>-1.2 V vs RHE），产物中生成丙醛（C₃H₆O, FE>35 %）和乙酸乙酯（C₄H₈O₂, FE>67 %），本文首次实现了合成C₄产物。

参考文献

Lukáš Děkanovský, Jan Plutnar, Jiří Šturala, Jiří Brus, Jiří Kosina, Jalal Azadmanjiri, David Sedmidubský, Zdeněk Sofer, and Bahareh Khezri*, Multifunctional Photoelectroactive Platform for CO₂ Reduction toward C₂₊ Products─Programmable Selectivity with a Bioinspired Polymer Coating, ACS Catal. 2022, 12, 1558–1571

DOI: 10.1021/acscatal.1c03629

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03629