文 献 综 述
一、研究背景
在过去的几十年里，随着工业和社会的不断发展，人们对化石燃料的需求量越来越大，这些化石燃料的燃烧所排放的CO2给环境带来了许多的问题。在进入21世纪之后，全球面临着能源危机和环境污染的严峻挑战，面对这些问题我们需要找到一种合适的办法来应对这些挑战。其中，光催化就是目前的应对手段之一。
空气中不断增加的CO2浓度是与全球变暖和气候变化的重要原因之一。因此，找到一种能将CO2转化为燃料的方法对于可持续能源的生产非常必要。为了实现这一目标，仿生人工光合作用作为一种很有前途的利用太阳能转化CO2制备燃料的技术而被受到广泛的关注。在技术方面，由于CO2是来源最丰富的碳资源之一，并且具有替代合成气中CO来作为重要加氢原料的潜力。但是，CO2中的涉碳化学键C=O键比较稳定，难以直接加氢。因此，国内外众多学者开展了CO2催化加氢的研究。在催化剂的作用下，使CO2在催化剂表面吸附，随后活化后的C=O键再与H2结合发生催化加氢反应，从而生成具有高附加值的燃料和化工产品。
目前针对高效能转化CO2为其他产物的催化剂的研究进展迅速，针对不同催化方式的不同类型催化剂不断出现。本文接下来将对不同类型的光催化剂进行介绍。
二、不同类型的光催化的介绍
2.1 超分子金属配合物的光催化还原
近年来，已经开发出了由可见光的驱动的用于光催化还原CO2的超分子光催化剂。其中Yusuke Tamaki等人开发出一种新型超分子复合物——由Os（II）配合物作为光敏剂和Re（I）配合物构成的红光驱动下的新型超分子光催化剂[9]。这种催化剂在红光（lambda;＞620nm）光催化CO2还原制备出CO，然后由CO可进一步制备其他产物。
该研究[9]首先合成出Os-Re（X）这种新型超分子光催化剂（合成见图1），然后对这种催化剂进行了光催化反应、使用13CO2进行标记实验、辐射过程中的原位红外光谱测量实验、电化学光谱等实验，这些详细的研究证实了电子平衡和材料平衡，即光催化反应过程中还原剂作为供体分子贡献两个电子，一个CO2分子接受两个电子，另一个CO2充当O2-受体去跟每一个氧化的双电子分子进行复合。该研究推测，在这种新型超分子光催化剂上的光催化过程：（1）Os作为光敏材料对光进行吸收；（2）从还原剂到Os的电子转移；（3）从Os到Re的分子内电子转移；（4）最后进行光催化反应，在Re上CO2被还原成CO。
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