人類活動大量消耗不可再生的化石燃料，不僅會產(chǎn)生大量的二氧化碳(CO₂)，造成溫室效應，還會導致能源短缺。最近，光熱催化由于其高催化效率和太陽能的廣泛利用而成為提高CO₂轉(zhuǎn)化的太陽能到燃料效率的有前途的方法。其中，紅外(IR)光作為一種可再生太陽能能夠用于光熱CO₂甲烷化。

基于此，中國科學院城市環(huán)境研究所賈宏鵬團隊通過基于Ti的MOF(MIL-125(Ti))作為模板來負載Ni納米粒子(NPs)，設(shè)計了一系列xNi/TiO₂催化劑，以實現(xiàn)紅外光驅(qū)動光熱CO₂ 的高效還原。

8Ni/TiO₂在1530 mw cm^-2的紅外光下表現(xiàn)出463.9 mmol g_Ni^-1 h^-1的最大CH₄生產(chǎn)速率和約100%的CH₄選擇性。8Ni/TiO₂具有均勻分布的小尺寸Ni NPs，這導致良好的CO₂和H₂吸附和活化能力，強大的紅外光吸收和高效的光熱轉(zhuǎn)換能力。

8Ni/TiO₂上的紅外光加速CO₂甲烷化與光驅(qū)動熱催化有關(guān)。與通過誘導電子躍遷影響催化活性的UV-vis或全光譜光相比，IR 作為提供熱能和促進高效光熱CO₂甲烷化的最佳光源，并且CH₄的產(chǎn)率和選擇性高于8Ni/TiO₂。

此外，Ni物種和TiO₂之間的強相互作用促進了Ti³⁺和OVs在8Ni/TiO₂上的形成，這說明了CH₄的高選擇性。通過原位DRIFTS揭示了8Ni/TiO₂和8Ni/P25上的CO和CH₄形成途徑。

因此，這項工作提出了一種潛在的替代策略，通過紅外光光熱催化代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加熱模式，有效減少CO₂并利用可再生太陽能。

Efficient Infrared-Light-Driven Photothermal CO₂ Reduction Over MOF-Derived Defective Ni/TiO₂. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120905