金属性材料能够通过最高全占据带（B-1）、部分占据的导带（CB）和最低未占据带（B1）间的高效跃迁捕获近红外光子并驱动CO2还原，但其高度有序的电荷分布会导致载流子快速复合，同时制约着CO2的吸附与活化。针对这一问题，91大神-91视频-91吃瓜
光激励功能材料团队提出一种电荷极化调控策略，通过在金属性NiCo2S4中协同引入硫空位（Sv）和Au单原子（Au SA）成功诱导局域电荷重排，实现了载流子分离与表面反应动力学的协同优化。该工作为发展高效全光谱响应催化剂提供了新的思路。
创新点一：局域电荷重排，提高近红外载流子利用效率
NiCo2S4中Sv的引入诱导Ni位点电荷密度增高、Co位点电荷密度降低；进一步引入具有更高电负性的AuSA后，Ni位点的电荷密度进一步增高、Co位点部分缺失电子被补偿，形成了Co3+···Ni2+双金属受阻Lewis酸碱对。KPFM、fs-TAS吸收光谱共同证实表面的局域电荷重排促进了近红外激发下光生载流子的定向迁移、延长了载流子的寿命；理论计算揭示了在局域电荷重排作用下，偶极矩的增大是载流子分离效率提高的内在原因。
创新点二：受阻Lewis酸碱对同步促进CO2吸附与活化
理论计算显示，具有电子互补特征的Co3+···Ni2+双金属受阻Lewis酸碱对通过Co–O与Ni–C协同作用吸附并弯曲CO2分子，AuSA/Sv-NiCo2S4向吸附CO2转移电子约0.57 |e|，显著高于NiCo2S4的0.03 |e|，从而降低了CO2的吸附与活化能垒。原位红外光谱证实近红外激发下Co3+···Ni2+受阻Lewis酸碱对促进了*CO2、*COOH和*CO等关键中间体的形成，通过CO2活化、促进*COOH形成加快整体CO2还原反应动力学。
性能突破：800 nm表观量子效率达1.24%，自然光下可直接转化空气中的CO2
近红外光照条件下（λ≥780 nm），AuSA/Sv-NiCo2S4的CO2还原活性较NiCo2S4提高64倍，CO和CH4生成速率分别达到1020和150 μmol·g-1·h-1；其中，800 nm表观量子效率达到1.24%，太阳能转化效率（STC）达到0.86%。在91大神
校园开展的自然光催化实验中，AuSA/Sv-NiCo2S4可直接以约670 ppm CO2的空气为碳源，实现0.14%的STC效率。13CO2和H218O同位素标记实验确认了碳产物来源于CO2还原、O2来源于水氧化。此外，该策略可拓展至其他金属性硫化物体系，同样实现了近红外驱动下CO2还原活性的提高。
图1 AuSA/Sv-NiCo2S4近红外光催化剂: (a) Ni, Co XPS能谱; (b) λ≥780 nm光照下KPFM图像;(c) CO2吸附差分电荷;(d) CO2还原性能及量子效率
相关研究成果以“Unlocking Efficient Near-Infrared CO2 Photoreduction Over Metallic Photocatalysts Through Charge Polarization”为题发表于《Advanced Materials》。91大神
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为该论文的第一完成单位，91大神
24级博士研究生王天月为第一作者，91大神
田碧凝、田跃、合肥工业大学吴玉程、北京化工大学刘家琴为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金（12564012、22479038）、海南省自然科学基金（226ZD0990、225RC635、G20241024016E）等项目资助。
论文链接：//doi.org/10.1002/adma.75065
撰稿：田碧凝
初审：马丽梅
复审：潘福生
终审：杨玮婷
