高选择性的光还原CO₂为具有更高经济价值的碳氢化合物，是一种有望实现碳中和与缓解能源危机的有效方式。定向调控双金属催化剂表面形成金属₁···C=O···金属₂ (M₁···C=O···M₂)中间体，被认为是一种能够有效提高碳氢产物选择性、抑制CO生成的策略。然而，精确设计能形成M₁···C=O···M₂中间体的双金属催化剂，仍然是当前CO₂光催化剂设计领域的巨大挑战。大部分时候，设计一个具有高碳氢产物选择性的光催化剂，任然如同开盲盒。这导致大量地时间被消耗在试错的过程中。

近日，南方科技大学环境学院陈洪研究员团队基于CO₂分子的极性电子结构特征和双金属催化剂金属位点的电子亲和力差异。将当前双金属催化剂中的金属位点，归属为路易斯酸-酸双位点、路易斯碱-碱双位点、路易斯酸-碱双位点三种类型。经过详细的理论分析，发现路易斯酸-碱双位点可以在其表面有效形成M₁···C=O···M₂中间体。基于此，团队提出了构筑具有路易斯酸-碱双位点的双金属催化剂，以精确调控M₁···C=O···M₂中间体形成，进而提高碳氢产物选择性。

为了验证这一催化剂设计理念的可行性，作者通过对ICSD数据库挖掘，选取并合成具有{110}晶面择优暴露，表面富含Cu-Ag路易斯酸-碱双位点的Ag₂Cu₂O₃纳米线，发现其能够高选择性的将CO₂还原为甲烷。

催化实验表明，Ag₂Cu₂O₃纳米线具有100%的CH₄选择性。为了进一步证明Cu-Ag路易斯酸-碱双位点对，在促进CH₄选择性生成中的关键作用，作者开展了系列淬灭实验。通过在催化剂表面引入S^2-，使表面配位不饱和的Ag与S结合，阻断银原子吸附CO₂路径，从而破坏Cu-Ag双位点对。Cu-Ag双位点对的破坏导致了CO的大量生成。随着催化位点破坏程度增加，CO的选择性增加。结合计算模拟结果，表明Cu-Ag路易斯酸-碱双位点对，确实在光催化CO₂还原，实现高CH₄选择性中具有关键作用。

该工作中作者提出并验证了一种构建路易斯酸-碱双位点，以提高CO₂光催化还原过程中，碳氢产物选择性的催化材料与界面设计理念。基于该设计理念，有望指导开发更多具有高碳氢产物选择性的CO₂光催化还原催化剂。