性能不佳，“应变”提升！三校联手，新发Nature子刊！

应变工程为提升异质催化剂的本征催化性能提供了一种极具吸引力的策略。2025年3月1日，湖北师范大学王楷教授、郑州大学李俊副教授、香港城市大学刘斌教授在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Visible-light-driven CO2 photoreduction over atomically strained indium sites in ambient air》的研究论文，王楷为论文第一作者，王楷、李俊、刘斌为论文共同通讯作者。

王楷，湖北师范大学教授，中国感光学会光催化专业委员会委员，湖北省“楚天学者”。2015年本科毕业于湖北师范大学环境工程专业，2020年博士毕业于武汉理工大学环境科学与工程专业，2022年9月至今于新加坡南洋理工大学从事博士后研究。2021年评为副教授，2023年高聘教授（四级），2023年入选湖北省“楚天英才计划”楚天学者。兼任期刊Frontiers in Chemistry催化领域副主编及期刊Acta Physico-Chimica Sinica、Tungsten青年编委等职务。王楷教授主要从事环境工程专业教学与光催化、高级氧化技术领域研究工作。主持国家自然科学基金面上项目、青年基金项目和湖北省优秀中青年科技创新团队等近10项科研项目研究。在Adv. Funct. Mater., Appl. Catal. B: Environ. (5篇), Carbon Energy, J. Mater. Chem. A, Chin. J. Catal. (2篇), Solar. RRL (3篇), Appl. Mater. Interfaces (2篇), J. Mater. Sci. Technol.等权威期刊上发表论文60余篇；以第一作者/通讯作者发表论文32篇，其中ESI热点论文4篇、高被引论文9篇，封面论文2篇，SCI引用超过5000次，个人H指数37。

李俊，郑州大学副教授，2019年7月博士毕业于武汉理工大学，2022-2023年新加坡南洋理工大学访问学者。担任国际期刊《Advanced Powder Materials》特聘编委（2023年优秀编委奖），《Rare Metals》、《Reviews of Environmental Contamination and Toxicology》青年编委。主持国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金（特别资助、面上）、省级科技研发计划联合基金、河南省科技攻关等科研项目，2022-2023年连续入选全球前2%顶尖科学家名单。李俊副教授近年来主要从事纳米催化剂的结构设计、可控构筑、原位表征及其在光、电催化领域的应用研究及固体废物处理处置和高值化利用等。以第一/通讯作者在Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed. (3篇)、Adv. Sci.、Adv. Powder Mater. (2篇)、Appl. Catal. B: Environ. (10篇)、Carbon Energy、Nano Res. (2篇)、Environ. Sci. Technol.等国际知名期刊发表SCI论文50余篇，先后多篇论文入选ESI高被引和热点论

文。

刘斌，香港城市大学教授，分别于 2002 年和 2004 年在新加坡国立大学获得工学学士（一等荣誉）和工学硕士学位，并于 2011 年在美国明尼苏达大学获得博士学位。在美国加州大学伯克利分校从事博士后一年后，他于 2012 年 6 月加入南洋理工大学化学与生物医学工程学院担任助理教授，并于 2017 年 3 月晋升为副教授。2023 年 2 月，刘教授加入香港城市大学材料科学与工程系担任教授。刘斌教授研究重点是光（电）催化和原位/原位表征，在 Nature Energy、Nature Catalysis、Nature Water、Nature Communications、Science Advances、Joule、Chem、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie International Edition、Energy and Environmental Science、Advanced Materials、Chemical Reviews、Chemical Society Reviews、Accounts of Chemical Research 等期刊上发表了 200 多篇研究和综述文章。

在本文中，作者通过湿化学方法引入氧配位和硫空位，在原子尺度上成功地在层状硫化铟（In2S3）中引入应变。原子级应变In2S3表现出极大的CO2光还原性能，在可见光照射下，在环境空气中实现了5.16 μmol g-1 h-1的CO2到CO转化率。原位光谱测量与密度泛函理论（DFT）计算表明，原子级应变In2S3表面具有晶格无序缺陷，不仅提供了丰富的未配位催化活性位点，还诱导了结构畸变，从而改变了带结构，促进了CO2的吸附/活化，并增强了光生载流子在CO2光还原过程中的分离效率。该研究为合理设计用于环境空气中CO2还原的原子应变光催化剂提供了一种新方法。

图1：结构表征

图2：电荷转移动力学

图3：光催化CO2还原性能

图4：DFT计算综上，作者通过湿化学方法在层状硫化铟（In2S3）中引入氧配位和硫空位，在原子尺度上成功引入应变，显著提升了In2S3在环境空气中的CO2光还原性能。研究发现，具有原子级应变的In2S3在可见光照射下展现出优异的CO2光还原性能。原位光谱测量和理论计算表明，应变诱导的晶格无序缺陷不仅提供了丰富的未配位催化位点，还通过改变带结构促进了CO2的吸附/活化，并增强了光生载流子的分离效率。这一研究为设计高效、稳定的CO2光还原催化剂提供了新的思路。该研究为开发新型原子应变光催化剂提供了理论和实验基础，有望在环境空气中实现高效的CO2光还原，为解决全球变暖问题提供一种可持续的解决方案。此外，这种应变工程策略还可以推广到其他光催化体系，具有广阔的应用前景。

Wang, K., Hu, Y., Liu, X. et al. Visible-light-driven CO2 photoreduction over atomically strained indium sites in ambient air. Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57140-x.