武大/上科大最新Nature:MOF基复合材料实现高效二氧化碳光还原

科技工作者之家 2020-09-10

来源:材料人

【引言】

众所周知,金属有机框架材料(MOF)与气体分子之间具有特异性的相互作用;再加上MOF具有丰富有序的孔道结构,使得MOF成为能够实现气体分子光催化转化(例如二氧化碳光还原过程)的理想材料。然而,与经典的固态或者分子催化剂相比,目前的MOF基材料还未能实现高效的二氧化碳转换效率。

【成果简介】武汉大学的邓鹤翔、Ling Zan以及上海科技大学的Osamu Terasaki(共同通讯作者)等人创造了一种新型的MOF内“分子隔间(molecular compartments)”材料。研究人员在MIL-101及其衍生物的孔结构内生长二氧化钛,从而构建具有了分子隔间的MOF基复合材料。研究显示,这一隔间能够促进光吸收/电子生成的二氧化钛单元与具有催化性能的MOF金属簇产生协同作用,从而实现光催化二氧化碳还原过程以产生氧气。在这一复合材料中,二氧化碳光还原的量子效率甚至可以高达11.3%(350nm光源处),表明二氧化钛在MOF体系中的精确定位能够有效提升二氧化钛的活性。2020年09月09日,相关成果以题为“Filling metal–organic framework mesopores with TiO2 for CO2 photoreduction”的文章在线发表在Nature上。
【图文导读】

图1 多孔MOF中定位二氧化钛以制造“分子隔间”

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图2 MOF中控制二氧化钛的位置和数量

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图3 在MOF单晶中对二氧化钛定位进行可视化

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图4 二氧化碳光还原性能及其与二氧化钛定位的相关性

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文献链接:Filling metal–organic framework mesopores with TiO2 for CO2 photoreduction(Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2738-2)

来源:icailiaoren 材料人

原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5ODcyMzk0Mg==&mid=2651083124&idx=3&sn=3656d49c4e2603148004a6890b5e0768&chksm=bd36997d8a41106b4c2c601c392a34384afe264cde484def913bac101f5b489c622e24e89045&scene=27#wechat_redirect

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Nature 精确定位 明二氧化钛

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