稳定特定中间体以生产CH₄仍然是太阳能驱动的二氧化碳减排的主要挑战。有鉴于此，暨南大学张渊明教授、朱毅教授、河南师范大学苏小方、清华大学魏永革教授等报道g-C₃N₄用饱和或者空缺的磷钨酸盐（PW_x，x=12,11,9）改性，调控CO₂还原途径，实现了高选择性合成CH₄。

本文要点

（1）

磷钨酸盐空隙的增加导致更高的CH₄收率和选择性，PW₉/g-C₃N₄的CH₄选择性高达80 %，释放速率为40.8 μmol·g^-1·h^-1。相反，单独的g-C₃N₄和PW_x的CH₄的产量可忽略。CO₂转化为CH₄遵循串联催化过程。CO₂最初在g-C₃N₄上活化，形成*CO中间体，同时由g-C₃N₄的光生电子转移到PW_x。然后，还原的PW_x捕获*CO，随后将其氢化为CH₄。通过注入两个光生电子，PW₉能够吸附和活化*CO。但是，由于占据的分子轨道的能量较小，还原的PW₁₂和PW₁₁不能吸附*CO，因此PW_x/g-C₃N₄（x=12,11）的活性比PW₉/g-C₃N₄低。

（2）

这项工作提供了新的看法，通过利用多金属氧酸盐的空隙来增强多金属氧酸酯中金属与关键中间体的相互作用，从而实现了高选择性CO₂光还原为CH₄。

参考文献

Qian Zhu, Zhaohui Li, Tao Zheng, Xingxing Zheng, Si Liu, Shen Gao, Xionghui Fu, Xiaofang Su, Yi Zhu, Yuanming Zhang, Yongge Wei, High-Selectivity Tandem Photocatalytic Methanation of CO₂ by Lacunary Polyoxometalates-Stabilized *CO Intermediate, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202413594

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202413594