利用乙烯生產聚合物需要對乙烯原料中的乙炔污染物進行充分的凈化。通過乙炔熱加氫來完成需要高溫、H₂氣體的外部進料和貴金屬催化劑，但其不僅昂貴且耗能，而且容易過度氫化成乙烷?；诖耍?strong>美國西北大學Emily A. Weiss（通訊作者）等人報道了一種光催化系統，該系統在非競爭（無乙烯共進料）和競爭（乙烯共進料）條件下以≥99%的選擇性將乙炔還原為乙烯，并且在后一種工業相關條件下轉化率接近100%。在室溫下，作者實現了高選擇性、可見光驅動的乙炔催化轉化為乙烯，并且無需Pd和H₂氣體。

其中，水是質子源，而富含地球的金屬鈷（Co）以鈷卟啉分子的形式存在，[{meso-tetra(4-sulfonatophenyl)porphyrinato}cobalt(III)]（CoTPPS）是催化劑。該催化劑被三（2, 2′-聯吡啶）二氯釕(II)六水合物（[Ru(bpy)₃]²⁺）光敏化（相對于飽和甘汞電極（SCE）的還原電位為-1.33 V），或者在不犧牲選擇性的情況下，由無貴金屬介孔石墨氮化碳（mpg-CN）（激發態還原電位為-1.50 V vs. SCE）。兩種敏化劑都具有吸收可見光并隨后從激發態轉移電子以產生Co(I)活性物種質的能力（Co^II/Co^I還原電位為 -0.92 V vs. SCE）。這些特征和使用水作為質子源在選擇性和可持續性方面提供了優于當前氫化技術的優勢。

乙烯（C₂H₄）是通過蒸汽裂解獲得，通常含有約1 vol%的乙炔（C₂H₂）污染物。乙炔對下游聚合催化劑有毒，通常使用貴金屬（Pd）基催化劑通過催化熱加氫去除，但是存在價格昂貴和選擇性較差等問題。此外，傳統的熱加氫在安全性和可持續性方面也存在缺點：它是在H₂氣氛中進行的能量密集型（高壓、高溫）熱化學反應，其中通常需要過量的H₂，并且必須將過量的H₂避免可能的熱失控過程。基于物理吸附的乙炔純化是節能的，但會浪費分離的乙炔，而不是將其轉化為有價值的乙烯。

總之，在光合作用級聯反應發展到足以從CO₂原料中生產乙烯前，需要以盡可能低的能源足跡生產這種重要的商品化學品。該系統將乙炔還原為乙烯，與目前的加氫技術相比具有以下個優勢：（1）在富乙烯氣體原料中的轉化率接近100%，在非競爭性（無乙烯共進料）和競爭性（乙烯共進料）條件下的選擇性為≥99%，后者具有工業相關性；（2）在室溫下，使用光和水代替高溫和外部H₂；（3）在催化劑中使用地球上豐富的Co，其不僅與基準光敏劑[Ru(bpy)₃]²⁺，但也有廉價和有機的mpg-CN。該光還原策略具有可持續性、穩定性和選擇性，足以補充（如果最終無法替代）熱加氫以產生聚合物級乙烯。

Selective visible-light photocatalysis of acetylene to ethylene using a cobalt molecular catalyst and water as a proton source. Nature Chemistry, 2022, DOI: 10.1038/s41557-022-00966-5.