从安徽师范大学获悉，化学与材料科学学院毛俊杰教授的团队在光催化二氧化碳还原行业取得了重要进展。团队根据原子尺度精确设计了多点合作催化剂，成功实现了二氧化碳向高效产物丙烷的有效转化。相关研究成果最近发表在国际期刊《德国应用化学》上。

二氧化碳作为一种重要的温室气体，其资源利用是应对气候变化、完成能源可持续发展的关键途径之一。由太阳能驱动的光催化技术可以直接将二氧化碳和水转化为高外观水平的化学品，为碳循环经济带来了理想的解决方案。然而，二氧化碳分子具有很强的化学惯性，氧化反应过程复杂，特别是当生产含有3个或3个以上碳原子的长碳链产物时，它需要经历多次碳偶联反应，在能量和动力学方面面面临着巨大的挑战。传统催化剂通常局限于甲烷、一氧化碳等短碳链产物的生成，难以实现长碳链化合物的有效选择性生成。

针对这一问题，研究小组创新设计了一种基于金属有机框架材料的原子级催化剂。该催化剂为NH2。-MIL-125（Ti）在纳米片的基础上，根据精确的控制和准备过程，建立了由镍单原子和相邻锰双原子组成的协同活性中心，显示出良好的应用潜力。

通过深入的机制研究，研究人员得出结论，丙烷的高选择性生成源于镍和锰活性位点之间的协同机制。镍单原子位点主要从事活性二氧化碳并转化为一氧化碳中间体；相邻的锰双原子位点有效地促进了碳键的形成和连接。非常重要的是，镍和锰之间的强电子相互影响显著削弱了反映中间体在组合过程中的原始排斥，促进了从双碳中间体向三碳产物转换的关键步骤，实现了丙烷的高选择性生成。

本研究揭示了光催化二氧化碳转化过程中碳链延伸的关键系统，为高效、高选择性二氧化碳还原催化剂的设计和开发带来了新的策略。这一成果不仅促进了光催化碳转化行业的基础研究进展，而且为温室气体资源的利用和绿色化学原料的生成开辟了新的途径。

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