近日，我院2025级应用化学专业本科生周高峰同学以第一作者在Molecules（中科院3区，IF=5.1）发表题为“Mn Doping-Induced Charge-Carrier Redistribution in Co₃O₄ for Enhanced CO₂ Photoreduction Toward CH₄ with H₂O”的学术论文。学院上官文超博士和孟苏刚教授为共同通讯作者。

太阳能驱动二氧化碳转化为甲烷是实现碳资源利用与太阳能化学储存的重要途径，但光生电荷易复合、连续氢化过程缓慢等问题限制了其反应效率。本研究通过在四氧化三钴（Co₃O₄）中引入锰（Mn），调控光生电荷分布与表面氢化过程，增强了H₂O参与条件下的光催化CO₂甲烷化活性。优化后的Mn5–Co₃O₄甲烷生成速率达到未掺杂Co₃O₄的10.6倍，产物分布也进一步向甲烷倾斜。机理研究表明，适量Mn掺杂有利于光生载流子的分离，并延长平均光致发光寿命。原位光照X射线光电子能谱显示，光照下Mn相关位点相对富集电子，Co–O骨架则相对失去电子，支持Mn掺杂诱导的电荷重新分布。原位红外光谱进一步表明，Mn掺杂样品中与深度氢化中间体相关的信号更加明显，支持吸附态含碳物种向甲烷的逐步转化。该研究将光生电荷调控与表面连续氢化联系起来，为设计H₂O参与的CO₂光还原催化剂提供了思路。

   该研究获得了安徽省自然科学基金、安徽省高校自然科学研究重点项目以及绿色和精准合成化学及应用教育部重点实验室自主课题等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.3390/molecules31173120

（文、图：上官文超    /  审核：刘理华  /   审校：孟令国  /   终审：赵娟）