由于形成多个C-C键的能量和机械挑战，很难将CO₂光化学转化为高价值的 C₂₊产物。

在此，南京大学Yong Zhou，东南大学王金兰教授，中科大熊宇杰教授通过在Ti_0.91O₂原子级薄单层上注入Cu单原子，制备了一种将CO₂转化为C₃H₈的高效光催化剂。

文章要点

1）Cu单原子促进Ti_0.91O₂基体中相邻氧空位(VOs)的形成。这些氧空位调节Cu原子与相邻Ti原子之间的电子耦合相互作用，在Ti_0.91O₂基质中形成独特的Cu-Ti-VO单元。

2）C₃H₈的电子选择性高达 64.8%（基于产物的选择性为 32.4%），总C₂₊烃的电子选择性为 86.2%（基于产物的选择性为 50.2%）。

3）理论计算表明，Cu-Ti-VO单元可以稳定关键的*CHOCO和*CH₂OCOCO中间体并降低它们的能级，将C₁-C₁和C₁-C₂耦合调整为热力学有利的放热过程。研究人员初步提出了C₃H₈形成的串联催化机制和潜在反应途径，涉及三个CO₂分子在室温下的整体(20e⁻ – 20H⁺)还原和偶联。

参考文献

Shen, Y., Ren, C., Zheng, L. et al. Room-temperature photosynthesis of propane from CO2 with Cu single atoms on vacancy-rich TiO2. Nat Commun 14, 1117 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-36778-5

https://doi.org/10.1038/s41467-023-36778-5