近日，中国科学院理化技术研究所超分子光化学研究团队首次提出了将太阳能驱动的有机氧化反应和二氧化碳还原相结合的实例，充分利用了被激发的电子和空穴，在产生太阳能燃料（一氧化碳）的同时获得了高附加值的有机化学品（频哪醇）（图1）。可见光照下，CdSe/CdS半导体量子点（QDs）的光生电子能够将CO2转化为CO，空穴氧化三乙胺。催化剂表现出了优异的稳定性，循环使用多次活性没有出现明显降低。更重要的是，该体系可以在可见光照条件下高效耦合CO2还原与氧化有机合成。
光化学催化是一种利用光能激发催化剂参与化学反应的过程。通过光化学催化，可以实现一系列有机合成和能源转换反应。以下是一些常见的光化学催化产品和反应类型：
1. 光催化有机合成：光化学催化在有机合成中发挥重要作用。通过选择合适的催化剂和光源，可以实现一系列有机化合物的合成。例如，光催化可以用于合成药物分子、天然产物、有机材料等。常见的反应包括光氧化、光还原、光加成、光断裂等。
2. 光催化水分解：光催化水分解是一种利用太阳能将水分解成氢气和氧气的过程。通过选择合适的光催化剂，可以实现高效的光解水反应，产生清洁的氢气燃料。这对于可再生能源和能源转换具有重要意义。
3. 光催化二氧化碳还原：光催化二氧化碳还原是一种将二氧化碳转化为高价值化学品的过程。通过使用光催化剂和合适的还原剂，可以将二氧化碳转化为一系列有机化合物，如甲醇、甲酸、乙烯等。这对于减少温室气体排放和实现二氧化碳的资源利用具有重要意义。
4. 光催化空气净化：光催化还可以用于空气净化领域。光催化材料能够吸收光能，并通过光化学反应将有害气体转化为无害物质。光催化空气净化可以去除室内和室外空气中的挥发性有机化合物、臭氧、氮氧化物等污染物。
5. 光电池：光催化也在光电池领域得到广泛应用。光电池利用光催化材料将光能转化为电能。常见的光电池类型包括太阳能电池、光电化学电池等，用于实现光能的转换和储存。
6. 光催化污水处理：光催化可以用于污水处理领域。通过光催化剂的作用，可将有机废水中的有害物质降解为无害物质。光催化污水处理可以有效去除有机污染物、重金属离子和其他有害物质，提高水质和环境健康。
7. 光催化空气净化涂料：光催化材料可以应用于建筑涂料中，形成光催化涂层。这种涂层能够在光照条件下吸收空气中的污染物，并通过光催化反应将其降解为无害物质。光催化涂料可应用于室内和室外环境，帮助净化空气、降低污染物浓度。
8. 光催化杀菌和消毒：光催化技术还可以应用于杀菌和消毒领域。通过选择合适的光催化剂和光照条件，可以有效抑制细菌、病毒和其他微生物的生长，并降解有机物污染。这种技术在医疗、食品加工、水处理等领域具有潜在应用价值。
9. 光催化人工光合作用：光催化也可以模拟自然界的光合作用过程，实现光能转化为化学能的过程。通过光催化剂和合适的反应体系，可以将光能转化为可用于合成燃料或化学品的化学能。这对于可持续能源和碳中和具有重要意义。
10. 光催化环境修复：光催化技术还可应用于环境修复领域。通过光催化反应，可以降解和转化土壤和水体中的有机污染物、重金属离子和其他污染物。这有助于修复受污染的环境，改善土壤和水质。
这些只是光化学催化的一些常见应用和产品。随着光化学催化领域的不断发展和研究，将会涌现出更多新的催化反应和产品。光化学催化在实现可持续发展和绿色化学领域具有巨大潜力，将为能源转换、环境保护和有机合成等领域带来许多创新和进展。
