【论文分享】清华大学Nature 子刊 自然催化：嵌入半导体颗粒的网状铜双位点用于选择性CO光还原为CH

通过原子级精确的接近协调实现了碳-碳键合的双重反应位点，为二氧化碳转化为丙烯的反应提供了典范平台。然而，其仅存在于表面的分布方式导致通过从本体相进行长距离迁移而产生的光生电子注入效率低下，从而导致不足以驱动丙烯合成所需的连续电子转移。在此，我们展示了一种由嵌入配体缺陷型铜基金属-有机框架（CuBTC-D/PC）中的半导体单元（TiO2、聚合碳氮化物或 WO3·H2O）构成的网状双重反应位点光催化剂设计。该系统在以水作为电子供体的情况下，将二氧化碳转化为丙烯的选择性达到 75.5%。网状铜双重反应位点促进了光生电子从光催化剂到活性位点的短程转移，确保了丙烯合成过程中所有基本步骤所需的足够电子浓度。增强的电子注入使得即使在低强度照射（约 0.4 个太阳）下也能实现高丙烯选择性，证明了其适用于太阳能驱动的应用。这项研究证实了将二氧化碳通过光反应转化为丙烯（C2H4）这一过程的可行性，并为多电子二氧化碳光反应提供了新的见解。

在150°C、密闭高压条件下，用甲醇/乙醇混合蒸汽对 CuBTC 晶体进行1h的“气相刻蚀”，定向脱除部分 BTC 配体，形成富含不饱和Cu?Ox团簇的“配体缺陷”结构（CuBTC-D）。

该缺陷结构是后续嵌入 TiO?、PCN 或 WO?·H?O 半导体单元、构建“网状双铜活性位”的前提；缺陷程度直接决定Cu? 位点密度以及最终 C?H? 选择性。

快速升温：10min即可达到150 °C，缩短晶化-刻蚀周期。

精确控温：±1 °C 的 PID 调节，保证 BTC 脱除量可控、批次重复性好。

高压安全：PEEK材质防爆外罐，可在甲醇蒸汽自生压力下安全运行（60bar以下）。

小体积高通量：100 mL 内胆一次可处理1g CuBTC，满足后续克级光催化测试用量。10位平行实验可放大制备。

无金属污染：密闭体系避免搅拌桨或金属釜壁接触，保持 MOFs 纯度

行星式全罐磁力搅拌（可选）：反应釜内置磁子搅拌，确保反应体系的均匀，提高实验的一致性、重现性。

XH-800SE 通过“温和气相缺陷化”手段，为构建高选择性CO? 光还原制乙烯的“网状双铜位”催化剂提供了可控、高效且可重复的合成平台。