我院马敏智博士在光催化CO₂还原领域取得新进展，相关成果以Domino photoreduction of CO₂ to CH₄/C₂H₆ by steering catalyst amounts为题在期刊Green Chemistry上在线发表。我校为第一单位，开云手机站登录入口（河南省微纳米能量储存与转换材料重点实验室）马敏智博士为论文第一作者，马敏智博士和法文君教授为论文通讯作者。

传统观点认为，CH₄/C₂H₆的选择性受反应动力学而非热力学控制，因此传统的催化剂设计集中于精确调控反应物和中间体的解离-吸附行为。本研究首次证明，在足够的界面光生电荷供应下，CO₂还原路径受热力学而非动力学控制。鉴于光催化剂颗粒的聚集能够改善对入射光的充分吸收，并增加界面光生电荷的总产率，本研究选择Ni/CeO₂作为光催化剂，以其用量作为活性评价过程中的唯一变量，从而确保所观察到的反应路径变化源于调制后的光生电荷密度，而非催化剂的结构变化。增加Ni/CeO₂的用量可将主要还原产物从CO/H₂（>80% 摩尔选择性，2e^-转移）转变为CH₄/C₂H₆（>80% 摩尔选择性，≥8e^-转移），这一转变需要催化剂用量 ≥150 mg或显著的催化剂聚集。值得注意的是，Ni/CeO₂的用量决定了产物选择性，与温度无关，而热量则主导CH₄/C₂H₆的生成速率。在优化条件下，该体系在4 h内实现了CH₄ 20.8 µmol·h^-1（80.07%）和C₂H₆ 1.83 µmol·h^-1（7.03%）的持续产率，超越了大多数已报道体系的性能。本工作阐明界面光生电荷密度与产物选择性之间的关系，为光催化CO₂/H₂O生成CH₄/C₂₊燃料及应对相关能源和环境危机提供了一种可行的策略。

图1 不同催化剂用量下CO₂还原路径的示意图

该项目研究成果是在许昌学院实施的OPCE育人体系下，由我院多名本科生主要参与完成。在OPCE教学理念引导下，本科生走进实验室，深度参与科研，通过创新实践训练，提升了开放性创新思维能力。

DOI：10.1039/D5GC04570C

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2026/GC/D5GC04570C