化石燃料屬於不可再生資源，其燃燒所產生的二（èr）氧化碳（CO2）也是溫室效應的主要原因，如何將二氧化碳（CO2)通過太陽能轉化為一氧化碳（CO）和（hé）甲（jiǎ）烷（CH4）等碳基燃料呢？

　　眾所（suǒ）周知，熱力學上（shàng），將CO2光催化還原為CO和CH4是一個吸熱反應，需要提供較多的（de）電子和質子，打破C=O化學（xué）鍵以及形成C-H化學鍵。同時，蘊含更高能量的CH4是（shì）一種（zhǒng）潛在太陽能燃料。然而，反應的高活化能（néng）、太陽能的（de）低利用率和光生（shēng）電荷的快速複合，仍是造成催化劑催化性（xìng）能（néng）較（jiào）低（dī）和產物選擇性較差的重要（yào）原因。

　　中國科學院城市環境研（yán）究所賈（jiǎ）宏鵬研究團隊通過（guò）簡易的沉積/沉澱法，製備以硫化鎘（CdS）為載體的高分散釕（Ru）單原子（zǐ）催化劑。通過催化劑調控Ru負載量，使其在全光譜照射下展示出較高的甲（jiǎ）烷產物選擇性（97.6%）。Ru單（dān）原（yuán）子的引入並未改變CdS的本質結構，但提高了催化（huà）劑對CO2的吸附量（liàng），促進（jìn）光生電荷的分離（lí）效率，有（yǒu）利於CO2轉化為（wéi）CH4。同時，該催化劑具有（yǒu）較（jiào）好的光熱轉化性能，協同產生的光（guāng）熱效應可有效提高催化性能，且未改變產物選擇（zé）性。該研究為提高太陽光利用率以促進催化活（huó）性提供新策（cè）略（luè）。

　　相關研究成果以Anchoring Single-Atom Ru on CdS with Enhanced CO2 Capture and Charge Accumulation for High Selectivity of Photothermocatalytic CO2 Reduction to Solar Fuels為題，發表在（zài）Solar RRL上。城市環境所博士生蔡鬆財為論文第一作者，研究員賈宏鵬為論文通訊作者。

　　論文摘要圖

　　【來源（yuán）：中國科學院科技產業網】