改善催化活性物种的分散性和提高光子吸收能力是提高光催化活性的关键。晶硅材料具有非常高的丰度，而且具有合适的能带结构，但是晶硅光催化剂与金属结合非常困难，因为硅晶体的刚性晶格结构，而且与金属结合的形成能非常高。

有鉴于此，中山大学苏成勇（Cheng-Yong Su）、杨振宇（Zhenyu Yang）等报道一种固态化学反应能够将Co原子均匀分布在晶硅中，这种方法通过原位生成CoSi₂的纳米区域作为中间体物种和晶种，因此在CoSi₂/Si外延界面掺杂Co原子。

本文要点

（1）

这种Co-Si单原子催化剂在CO₂转化为合成气的催化反应中表现优异的10 %量子效率，CO和H₂产率分别达到4.7 mol_Co g-1和4.4 mol_Co g^-1。此外，产物H₂/CO的比例能够在0.8-2之间调控。

（2）

光催化剂的可见光CO₂还原反应的6 h光催化TON达到2×10⁴，性能达到目前报道的单原子催化剂性能的10倍。

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Huai Chen, Yangyang Xiong, Jun Li, Jehad Abed, Da Wang, Adrián Pedrazo-Tardajos, Yueping Cao, Yiting Zhang, Ying Wang, Mohsen Shakouri, Qunfeng Xiao, Yongfeng Hu, Sara Bals, Edward H. Sargent, Cheng-Yong Su & Zhenyu Yang, Epitaxially grown silicon-based single-atom catalyst for visible-light-driven syngas production. Nat Commun 14, 1719 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-37401-3

https://www.nature.com/articles/s41467-023-37401-3