《表2 对于不同的CO2还原产物和水分解过程，在pH=7的条件下相对于标准氢电极的热力学电势[15-16]》

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《光电催化二氧化碳能源化利用研究进展》

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尽管CO2还原的机制尚不明确，但甲醛途径和卡宾途径已被广泛研究并认为是可能的发生途径，如图3所示。在反应过程中，反应中间体吸收溶剂产生副产物，比如还原副产物为甲酸或者甲醛时反应路径为甲醛途径[图3（a）]，当反应的主要副产物为一氧化碳时，反应途径为卡宾途径[图3（b）]。另外，其他的反应途径涉及—C—C—的偶联，比如副产物为乙二醛时。优化CO2还原反应是一个很大的挑战，因为在还原过程中还原产物受光催化剂及外界环境的影响巨大。特别是在光电化学体系还原CO2，外部施加的电偏压通常用于满足反应的动力学需求，通过改变反应动力学的过程，从而提高整个体系的反应速率。CO2分子的活化及特定的反应产物是目前需要攻克的难关。