光催化CO₂还原反应是合成高附加值燃料或化学品、实现碳中和的一种有前景的方法。一般来说，一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)和甲酸(HCOOH)等C₁燃料是CO₂还原的常见产物。相比之下，C₂产品如乙炔(C₂H₂)、乙烯(C₂H₄)、乙烷(C₂H₆)、乙醇(CH₃CH₂OH)和乙酸(CH₃COOH)更有价值，因为它们具有更高的能量密度和广泛的应用。然而，目前关于非铜催化剂生成C₂产物的报道很少，而且这些催化剂的选择性很低。

基于此，同济大学陈作锋课题组将中空六角形微管结构的In₂O₃部分磷化形成富界面In₂O₃/InP(r-In₂O₃/InP)，用于选择性光催化CO₂还原成CH₃COOH。

在可见光照射和无需任何牺牲剂的条件下，r-In₂O₃/InP上CO₂光还原为CH₃COOH的产率为96.7 μmol g⁻¹，以及选择性>96%，并且能够将水氧化为O₂。

此外，光催化CO₂还原反应连续进行5个循环(持续50小时)，该材料的催化活性保持在原来的91.7%，形态和晶体结构基本没有变化，表明r-In₂O₃/InP具有较高的催化稳定性。在¹³CO₂标记的GC-MS实验中，m/z=61的信号对应于¹³CH₃¹³COO⁻，表明CH₃COOH确实是由光催化CO₂还原产生的。

光谱表征结果显示，引入P形成InP可以调节In₂O₃周围的配位环境，形成O−In−P非对称界面；这种r-In₂O₃/InP异质结构具有界面兼容性，可以通过界面传导调控电子密度。

X射线吸收近边结构(XANES)光谱和密度泛函理论(DFT)的计算结果表明，由于O−In−P对称界面上电子结构的不同，In 3d的电子轨道密度和电荷极化均有所增强，并且In界面的丰富活性位点和极化作用有效地抑制了C−C耦合过程中的偶极-偶极斥力，极大地促进了多质子电子转移以实现将CO₂还原成C₂产物。这项工作报道了催化剂界面对铟基光催化剂选择性CO₂光还原为CH₃COOH的促进作用，为制备界面极化位点以促进CO₂还原为C₂产品提供了范例。

Selective CO₂ Photoreduction to Acetate at Asymmetric Ternary Bridging Sites. ACS Nano , 2023. DOI: 10.1021/acsnano.2c11977