利用太阳光驱动CO₂转化为化学品，是实现碳循环利用、助力碳中和的关键技术。气固相光催化体系无需有机溶剂，可简化产物分离、降低能耗，是极具应用前景的催化体系。无金属催化剂绿色环保、原料丰富，但普遍存在光生电子-空穴复合快、水分子活化困难、电子与质子供给不足等问题，严重限制了CO₂光还原催化效率。

CO₂光还原制CO的核心瓶颈是关键中间体*COOH的生成，该过程需要同步实现CO₂吸附结合、电子传递与质子供给，单一材料改性策略难以同时兼顾。咪唑型离子液体可作用于CO₂与水分子、参与电荷传递；共价有机框架（COF）具备可设计光活性骨架与多孔结构，二者复合可实现反应界面协同调控，突破传统催化体系的性能局限。

为此，中科院化学所康欣晨、韩布兴团队构建无金属复合光催化剂IL@ETTA-BC-COF，将1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐（BmimOTf）离子液体负载于自主合成的ETTA-BC-COF骨架上，依靠二者强相互作用，同步优化CO₂吸附、水活化与电子传输过程，大幅提升气固相CO₂光还原性能。

研究通过席夫碱缩合制备COF基底，再采用浸渍法负载离子液体。结构表征证实，离子液体成功锚定在COF多孔骨架中，二者存在较强相互作用，有效优化了材料界面结构与孔隙特性。

可见光气固相无助剂催化实验结果显示，最优负载量的复合材料CO生成速率可达363.9 μmol·g⁻¹·h⁻¹，是纯COF材料的3倍，且产物单一仅为CO，催化性能稳定、循环性良好。同位素标记实验证明产物CO完全来源于反应物CO₂，验证了催化反应的有效性。

光电性能测试表明，离子液体改性可拓宽材料光吸收范围、缩小带隙，显著提升光电流响应、降低电荷传输阻抗，同时延长光生载流子寿命，有效抑制电子-空穴复合，为催化反应持续供给活性电子。

理论计算与原位表征揭示了多重协同催化机制：离子液体可通过电荷-四极矩作用增强CO₂吸附亲和力，强化反应物富集；同时重构材料表面氢键网络，提升弱氢键水占比，显著促进水分子活化与质子供给。更关键的是，离子液体可充当电子中继体，先捕获COF产生的光生电子形成自由基，再定向传递给CO₂，大幅降低电子转移反应能垒，高效推动关键中间体*COOH生成。

综上，该研究创新性实现离子液体与COF的功能协同，同步解决了无金属光催化剂电子复合快、水活化弱、CO₂吸附差等核心难题，构建了高效稳定的气固相CO₂光还原体系。该界面调控策略为无金属光催化剂的精准设计、电子质子供给调控及高性能碳转化催化材料研发提供了全新思路与技术参考。

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