二氧化碳（CO₂）的光催化轉化具有廣泛的應用前景，但其氧化反應速度慢、反應半衰期長、副產物多。

基于此，中國廣州分析測試中心Fuxian Wang（通訊作者）等人報道了在銣和鉀共改性的氮化碳（CN-KRb）上同時進行的共光催化CO₂還原和乙醇（CH₃CHOH）氧化生成相同附加值的乙醛（CH₃CHO）產物。CN-KRb提供了創紀錄的1212.3 μmolh^-1g^-1光催化活性，對CH₃CHO的選擇性高達93.3%，優于所有最先進的CO₂光催化劑。

本文通過DFT計算了CN-K和CN-KRB催化劑上CO₂還原為CH₃CHO的自由能圖。計算結果表明，在CN-KRB和CN-K催化劑上都容易發生CO₂加氫生成*COOH中間體的反應。

*COOH經兩步加氫過程生成*CHO中間體，CNKRb上生成*CHO中間體的能壘為0.4 eV，低于CN-K的0.9 eV。兩個*CHO自發生成*OHCCHO，*OHCCHO通過多步質子耦合電子轉移過程生成CH₃CHO。

總的來說，通過將同一產物的CO₂半還原反應和CH₃CH₂OH半氧化反應相結合，并有效利用光生電子和空穴對，CN-KRb在可見光照射下成功實現了93.3%的相對較高的CH₃CHO產物選擇性。

Simultaneous co-Photocatalytic CO₂ Reduction and Ethanol Oxidation towards Synergistic Acetaldehyde Synthesis. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202218720.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202218720.