太阳能驱动的二氧化碳(CO₂)光还原耦合水氧化为生产甲醇提供了一个可持续的和低成本的方法。然而，光催化还原CO₂为甲醇(PRC-M)涉及水介质中的多个质子-电子反应，PRC-M相对于析氢反应(HER)动力学缓慢，导致HER成为主要的竞争反应。有文献报道，改变界面润湿性将改变中间体的分布和反应过程，从而抑制HER和增强PRC。

对于光催化剂，疏水表面允许高CO₂覆盖率，但减少润湿性通常导致液相中有限的质子供应。同时，H₂O的吸附对氧化动力学至关重要，它为CH₃OH的生成提供质子和消耗空穴(h+)。因此，设计一种同时具有亲水性和疏水性界面的系统来调节H₂O和CO₂的覆盖率是一个增强PRC的有效方法。

近日，南京理工大学钟秦、丁杰和太原理工大学吴旭等将疏水性的三聚氰胺-间苯二酚-甲醛(MRF)聚合物与亲水性的NiAl LDH(NAL)共价键合，通过增加合成体系中的NAL含量，得到xNAL-MRF(x代表NAL的含量)核壳结构。NAL-MRF复合材料集成了亲水层和疏水层，分别控制质子供应和CO₂覆盖。

同时，在亲水层和疏水层之间形成的共价键以及Z型异质结的形成促进了从NAL到MRF的有效电子转移。因此，疏水MRF层覆盖高浓度的CO₂和积累大量电子，而H₂O和h+保留在亲水NAL层上，这种结构有效地抑制了HER，并大大提高了CH₃OH的产率。

此外，密度泛函理论(DFT)计算表明，与单独的MRF和NAL相比，MRF-NAL上*CO加氢生成CH₃OH的能垒降低，提高了CH₃OH的活性和选择性。性能测试结果显示，在光照下，最优的MRF-NAL催化剂的CH₃OH产率为31.41 μmol g^-1 h^-1，选择性为93.62%，性能优于大多数文献报道的光催化剂。

值得注意的是，本文还制备了ZnAl-MRF、ZnCr-MRF和MgAl-MRF，并且它们都表现出增强的CH₃OH产生速率和选择性，表明该系统具有良好的普适性。总的来说，该项工作提出了一种构建独立的三相光催化系统的可行方法，以平衡CO₂传质和质子供应，从而提供高CH₃OH选择性和光催化活性。

Self-supporting triphase photocatalytic CO₂ reduction to CH₃OH on controllable core–shell structure with tunable interfacial wettability. ACS Nano, 2023. DOI: 10.1021/acsnano.3c10352