将金属纳米结构中的光激发空穴分离以驱动H₂O氧化反应以平衡CO₂光还原反应是非常理想的，但具有挑战性。
瓶颈在于光激发空穴转移和H₂O氧化的动力学缓慢。
基于此，2025年3月21日，淮北师范大学陈士夫，哈尔滨工业大学李英宣、张晓东等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials发表题为《Restructuring at Au/AlOOH Interface Enables Enhanced CO2 Photoreduction by Synergistically Optimizing Charge Separation and H2O Activation》的研究论文。
在此，本工作证明了n型宽带隙AlOOH负载的金纳米颗粒多相光催化剂的原位重构，通过在光催化反应期间由热和光热协同效应触发，通过优化金5d带空穴的分离和H₂O的活化，促进了高效的CO₂光还原。
原位和非原位表征证明了在界面处的重构，形成了超薄的γ-Al₂O₃纳米层（厚度约为2纳米），这优化了能带结构，并促进了光激发的金5d带空穴自发转移到AlOOH的价带，并延长了可用于CO₂还原的电子的寿命。
此外，该研究证明了在重构过程中产生的羟基空位促进了H₂O的吸附，并降低了O₂形成的能垒，为CO₂的质子化还原提供了足够的质子，从而提高了CO₂光还原效率。
本研究为利用n型半导体分离金属纳米颗粒中的光激发d带空穴提供了宝贵的见解。
Restructuring at Au/AlOOH Interface Enables Enhanced CO2 Photoreduction by Synergistically Optimizing Charge Separation and H2O Activation,Adv. Funct. Mater.,2025.https://doi.org/10.1002/adfm.202501285
