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化石燃料的消耗导致了CO2的排放量快速增加,严重威胁着地球上的生态和生存环境。目前降低CO2浓度的三个主要途径是:减排、储存和利用。在实现这一目标的各种方法中,利用太阳能直接将CO2转化为有高值化学品被认为是一种前景广阔的解决办法,它不仅可以缓解过量CO2造成的环境问题,还可以实现对传统化石燃料的可持续替代,缓解能源危机。其中,以CH4为还原剂将CO2转化为甲醇等高价值可再生燃料受到越来越多的关注,但至今仍是一个挑战。为了提高反应活性,采用一步煅烧法制备出Zn-g-C3N4催化剂,并将其应用于光催化CO2-CH4反应。结果表明,Zn（II）进入g-C3N4晶格,并以Zn-N键的形式在晶格中进行化学配位。Zn的加入一方面可以增加催化剂比表面积与表面碱位,同时拓宽光响应能力,促进甲烷脱氢成甲基。另一方面,Zn-N键可以作为电子通道,加速g-C3N4内部的电荷分离,降低光生电荷复合率,提高光催化性能。研究显示,Zn-g-C3N4-1/20催化剂对CO2-CH4反应具有最佳光催化活性,光照3 h,CO和H2产量分别为1400.12μmol/g和350.34μmol/g。为了将产物从C1延伸到C2+高附加值化合物,选取具有富集电子作用的Ru为助催化剂,以Zn-g-C3N4为活性载体,采用原位光还原法制备出Ru/Zn-g-C3N4光催化剂。改进的g-C3N4基光催化剂,在模拟太阳光照射下,将CO2和CH4高效转化为烃的含氧衍生物,这归因于Zn的有效掺杂和原位Ru负载。结果表明,Ru作为助催化剂,不仅与Zn-N键产生协同作用,使电子通过Zn-N键从g-C3N4快速转移到表面Ru上,而且改善了反应物/产物的吸附/解吸,这种独特的行为改变了光催化途径,促进了CH3CHO和CH3CH2OH的形成。实验结果显示,0.5%Ru/Zn-g-C3N4-1/20催化剂具有最佳光催化活性,光照3 h,CO、CH3CHO和CH3CH2OH的产量分别为865.25μmol/g、330.38μmol/g和1442.88μmol/g。本工作为CO2光催化还原生产烃的含氧衍生物提供了一条新的理想途径。