通過(guò)設(shè)計(jì)制作穩(wěn)定的光催化系統(tǒng)直接捕獲并原位轉(zhuǎn)化煙道氣中的稀釋CO₂，這是目前碳中和領(lǐng)域中一種有前景但極具挑戰(zhàn)性的碳中和技術(shù)。

研究者開發(fā)了一種新型主客體光催化劑，將富集CO₂的離子液體與光活性金屬有機(jī)框架PCN-250-Fe₂M (M = Fe, Co, Ni, Zn, Mn)結(jié)合，用于氣固相人工光合作用下的低濃度CO₂還原反應(yīng)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，39.3 wt% [Emim]BF₄@PCN-250-Fe₂Co催化劑在純CO₂條件下CO₂還原為CO的速率達(dá)到313.34 μmol g^?1 h^?1，而在低濃度CO₂ (15%)條件下速率為153.42 μmol g^?1 h^?1，選擇性接近100%。放大實(shí)驗(yàn)中，使用1.0克催化劑并在自然光照下，純CO₂和低濃度CO₂ (15%)的濃度分別顯著下降至85%以下和10%以下，表明其具有工業(yè)應(yīng)用的潛力。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算顯示，離子液體不僅有助于CO₂富集，還與PCN-250-Fe₂Co中的Co²⁺位點(diǎn)協(xié)同作用，顯著降低了CO₂轉(zhuǎn)化為CO過(guò)程中關(guān)鍵步驟的吉布斯自由能壘。