2025年11月25日，中国科学院化学研究所盛桦课题组在权威期刊Nature Communications上发布突破性研究成果，成功实现了空气中低浓度CO2的直接光催化转化。这一创新性进展为全球碳减排和资源循环利用领域开辟了全新方向。
该研究团队巧妙地构建了In-MOF与UIO-66-NH2异质结材料体系，通过创新性的”空间分区还原”和”双重富集”协同机制，在开放空气环境中实现了CO2向CO的高效转化。尤为值得关注的是，该体系还能进一步将转化产生的CO与氨耦合合成尿素，形成完整的碳资源化利用链条。这种集成化设计显著提升了光催化效率，将CO2转化率提高了近三倍。
该光催化体系特别适用于漂浮式平台运行，无需传统高能耗的CO2捕集纯化过程，大幅降低了工业化应用的门槛。研究数据显示，在模拟太阳光照射下，该平台可实现每小时每平方米产生22毫摩尔的CO，且系统稳定性超过200小时。这一成果不仅为碳中和目标提供了技术支撑，更为未来海洋环境下的碳资源化利用提供了全新思路。
该技术突破的关键在于异质结材料独特的电子结构设计，通过构建纳米级空间隔离区域，实现了反应物和产物的有效分离，同时通过表面化学修饰增强了CO2的吸附富集能力。这种创新设计充分展现了材料科学在解决环境问题中的巨大潜力，为全球应对气候变化提供了中国智慧。