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光催化還原CO2制備C₂和C₃烴類能夠達到碳中和循環，目前人們對于CO₂光催化生成C₂和C₃烴以及C₂H₄的反應路徑仍然不清楚。

有鑒于此，千葉大學Yasuo Izumi（泉康雄）教授等報道Co⁰-ZrO₂光催化劑能夠在UV-Vis光照射時，將CO₂轉化為C₁-C₃烴，同以時70 %的選擇性將CO還原為C₂H₄和C₃H₆，（6.0±0.6 μmol h^-1 g^-1）。

本文要點

（1）

在¹³CO和H₂條件下進行光催化循環反應測試，隨后抽空并通過CO沖洗處理，這種重復過程導致產物中的C₂H₄和C₃H₆比例增加，最終達到61-87 %。這是因為CH₂累積在Co⁰納米粒子和ZrO₂的界面導致。

（2）

CO₂分子吸附在ZrO₂表面的氧空穴位點并且生成COH，隨后使用H₂或H₂O作為還原劑在Co⁰加氫生成C₁-C₃烴類；但是，CO分子吸附在Co⁰位點，隨后轉化為HCOH，在Co和O空穴為帶你分解為CH和OH。這項研究說明本征光催化反應路徑是控制CO₂生成烴類，CO生成烯烴的原因。

參考文獻

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