一种用于二氧化碳减排的新型配位聚合物光催化剂表现出前所未有的性能，给东京工业大学的科学家们带来了对抗全球变暖的希望。这种有前途的光催化剂由丰富的元素制成，不需要复杂的合成后处理或修饰，可以为一种新型光催化剂铺平道路，有效地将二氧化碳转化为有用的化学物质。

该研究的科学插图被选为ACS催化的封面图片。

化石燃料燃烧过程中释放到大气中的二氧化碳是导致全球变暖的主要原因。解决这一日益严重的威胁的一种方法是开发二氧化碳减排技术，将二氧化碳转化为有用的化学物质，如一氧化碳和甲酸(HCOOH)。特别是，光催化二氧化碳还原系统使用可见光或紫外光来驱动二氧化碳还原，就像植物利用阳光进行光合作用一样。在过去的几年里，科学家们报道了许多基于金属有机框架和配位聚合物(CPs)的复杂光催化剂。不幸的是，它们中的大多数要么需要复杂的合成后处理和修饰，要么由贵金属制成。

在最近发表在ACS Catalysis上的一项研究中，日本的一个研究小组找到了克服这些挑战的方法。在东京工业大学(Tokyo Tech)特别任命的助理教授镰仓吉信(Yoshinobu Kamakura)和前田和彦(Kazuhiko Maeda)教授的带领下，该团队开发了一种新型的光催化剂，用于基于含有铅硫(Pb-S)键的CP的二氧化碳还原。这种新型CP被称为KGF-9，由一种无限的(- pb - s -) n结构组成，其性质不同于任何其他已知的光催化剂。

例如，KGF-9没有孔或空隙，这意味着它的表面积很低。尽管如此，它还是取得了惊人的光还原性能。在400 nm的可见光照射下，KGF-9的表观量子产率(每光子吸收的产物产率)为2.6%，将CO2还原为甲酸(HCOO−)的选择性超过99%。Maeda教授强调说:“这些值是迄今为止报道的无贵金属、单组分光催化剂驱动的二氧化碳还原为HCOO -的最高值。”“我们的工作可以揭示无孔CPs作为光催化CO2转化系统的构建单元的潜力。”

与其他光催化剂相比，KGF-9不仅具有优异的性能，而且更容易合成和使用。由于活性Pb位点(二氧化碳还原发生的地方)已经“安装”在其表面，因此KGF-9不需要辅助催化剂的存在，例如金属纳米颗粒或金属配合物。此外，它不需要其他合成后修饰，可以在室温和可见光照明下操作。

东京工业大学的团队已经在探索新的策略来增加KGF-9的表面积并进一步提高其性能。作为第一个以Pb(II)为活性中心的光催化剂，KGF-9很有可能为经济上更可行的二氧化碳减排铺平道路。在这方面，研究小组得出结论:“我们相信，我们的研究为开发一种由地球上丰富的元素组成的新型廉价的二氧化碳减排光催化剂提供了前所未有的机会。”

让我们希望这一领域的进一步研究将使我们在与气候变化的斗争中占据优势。