光催化还原CO2制备C₂和C₃烃类能够达到碳中和循环，目前人们对于CO₂光催化生成C₂和C₃烃以及C₂H₄的反应路径仍然不清楚。

有鉴于此，千叶大学Yasuo Izumi（泉康雄）教授等报道Co⁰-ZrO₂光催化剂能够在UV-Vis光照射时，将CO₂转化为C₁-C₃烃，同以时70 %的选择性将CO还原为C₂H₄和C₃H₆，（6.0±0.6 μmol h^-1 g^-1）。

本文要点

（1）

在¹³CO和H₂条件下进行光催化循环反应测试，随后抽空并通过CO冲洗处理，这种重复过程导致产物中的C₂H₄和C₃H₆比例增加，最终达到61-87 %。这是因为CH₂累积在Co⁰纳米粒子和ZrO₂的界面导致。

（2）

CO₂分子吸附在ZrO₂表面的氧空穴位点并且生成COH，随后使用H₂或H₂O作为还原剂在Co⁰加氢生成C₁-C₃烃类；但是，CO分子吸附在Co⁰位点，随后转化为HCOH，在Co和O空穴为带你分解为CH和OH。这项研究说明本征光催化反应路径是控制CO₂生成烃类，CO生成烯烃的原因。

参考文献

Yasuo Izumi, Tarik Loumissi, Rento Ishii, Keisuke Hara, Tomoki Oyumi, Ikki Abe, Chongxu Li, Hongwei Zhang, Rumiko Hirayama, Kaori Niki, Takaomi Itoi, Exchange of CO₂ with CO as Reactant Switches Selectivity in Photoreduction on Co–ZrO₂ from C_1–3 Paraffin to Small Olefins, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202412090

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202412090