单原子光催化剂

高选择性还原CO₂

将单个金属原子锚定在二维材料上，利用配位环境与缺陷化学调控活性位点，实现高效、稳定的光催化CO₂还原。

Chatterjee, Sathi · 李红梅 · Kang, Liu · 林璋 · 柴立元 · 刘敏

Chinese Journal of Catalysis 2026

技术优势

原子级分散提高利用率

金属以单原子形式锚定，每个原子都成为活性位点，大幅提高贵金属利用效率。

配位环境可调

二维载体提供多样配位原子和缺陷位点，可精准调控金属中心的电子结构，优化反应中间体吸附。

选择性可调控

通过调节载体平面限域、极性和界面耦合，能够控制反应路径，提高C₁或C₂₊产物的选择性。

设计策略明确

提出异核双原子位点、异质结构界面和内建电场/极化工程三种策略，直接针对单原子不稳定和C₂₊选择性低等痛点。

应用场景

• 太阳能燃料：利用太阳能将CO₂转化为高附加值燃料，缓解能源与碳排放问题。
• CO₂光还原：以光驱动CO₂还原，提供直接利用太阳能的碳转化路径。
• 光催化产氢：在光催化CO₂还原体系中竞争产氢，调节反应选择性。
• 电催化CO₂还原：可借鉴其电子结构调控策略，用于电催化CO₂还原的催化剂设计。