新加坡国立大学&南京大学，JACS！

此外，对于选择性生产C2+产品，牺牲剂通常用于降低氧化还原电位并增强电荷分离，导致成本和资源消耗增加。因此，迫切需要探索替代系统，以加快电子转移和促进C-C二聚化，使高效率和选择性地光催化CO2合成C2+化合物，同时消除Cu和牺牲剂的使用。

一系列的原位实验和理论计算表明，采用化学腐蚀与水热法相结合合成的富硫空位MoSx/Fe2O3的界面空位不仅在带隙内形成缺陷能级，而且相邻的欠配位S和Fe中产生了Fe-S键，作为低能垒快速电子转移通道。此外，这些S空位还调节了Mo原子与相邻Fe原子之间的电子耦合作用，形成了与固氮酶类似的不对称异核Mo-Fe单元。

此外，密度泛函计算(DFT)和原位DRIFTS表明，Mo-Fe串联金属活性中心可以通过d-p杂交协同抑制相邻*CO和*COH中间体之间的静电排斥，调节C-C耦合进入热力学有利的过程。更重要的是，采用相同策略制备的MoSx/WO3光催化剂进一步证实了这些不对称串联催化中心对乙烯生产的普遍性。

综上，该项研究所提出的类生物设计为Z型光催化剂的构建提供了思路，并进一步扩展了目前使用无贵金属和无Cu材料催化CO2和H2O光合成C2+的有限选择。

Unlocking copper-free interfacial asymmetric C–C coupling for ethylene photosynthesis from CO2 and H2O. Journal of the American Chemical Society, 2024. DOI: 10.1021/jacs.4c10023