在國家自然科學基金等項目的資助下，南京大學鄒志剛課題組利用人工光合成反應，將二氧化碳轉化為碳氫化合物燃料，這在利用光催化反應實現碳的循環利用方面具有積極的意義，相關研究結果發表在近期的Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Soc. Chem.雜志上。

    近年來，全球氣候變化的矛頭直指CO2。如何探索有效地控制大氣中CO2的含量，引起了有關環境、材料、化學等多學科科學家的極大興趣。一些科學家也在探索如何變廢為寶，利用CO2作為能源來源。一種可能的技術路徑是在常溫常壓下，利用光催化材料將CO2高效轉化為碳氫化合物，如甲烷等碳氫化合物燃料。

    但是，打散CO2分子并合成燃料用碳氫化合物需要耗費大量能量。因此，開發高效太陽能轉換光催化材料已成為當前國際材料領域為解決能源和環境問題所進行的重大前沿科學探索之一。

    光催化材料可以分成第一代和第二代，第一代光催化材料主要是紫外光響應型，其典型的代表材料是TiO2。第一代光催化材料只能利用太陽光中的紫外光，而紫外光只占太陽光能量的4%左右，可見光（400～750nm）卻占太陽光能量的43%。早在2001年，鄒志剛等人發現了In0.9Ni0.1TaO4光催化材料并應用于光解水制氫，實現了將太陽能轉化為化學能，論文發表于《自然》雜志。該工作發展了一種全新的具有可見光活性的新型復雜氧化物催化體系，代表了第二代可見光響應型光催化材料體系研究的開始。

    此后，鄒志剛課題組又成功地開發了一系列新的材料體系。此次，課題組及其合作者利用介孔NaGaO2 膠體為模板，通過離子交換方法，在室溫下成功合成出了ZnGa2O4 介孔光催化材料。將介孔ZnGa2O4用于CO2的光還原，成功地實現了將CO2轉化為碳氫化合物燃料。

    該課題組還采用溶劑熱法，合成出數百微米長、厚度僅為7nm（相當于5個晶胞厚度）、長/徑比高達10000的Zn2GeO4單晶納米帶。由于Zn2GeO4具有一維單晶納米結構，從而極大地降低了電子和空穴的復合幾率，在CO2光還原轉化為碳氫化合物燃料反應中表現出較高的催化活性。

    據悉，拓寬光催化材料的光響應范圍，提高CO2轉化為碳氫化合物燃料的效率是科學家下一步研究的目標。