福建物构所共价有机框架光催化CO2还原取得新进展
时间:2020-07-21 栏目:献礼60周年

  

  共价有机骨架(COFs)是一类新型的晶态多孔材料,具有良好的孔隙率,高的表面积及功能可调等特点,其独特性能为光催化CO2还原提供了理想平台。将金属卟啉分子包裹在COFs孔道中制备复合材料,可以结合两者在光催化CO2还原中的优势,但在反应过程中不可避免地存在分子催化组分浸出,导致循环稳定性较差。

  在国家自然科学基金(21603228, 2167324121975259)、福建省自然科学基金 (2019J01128)和中科院战略性先导科技专项(XDB20000000)的资助下,中科院福建物构所结构化学国家重点实验室王瑞虎课题组将基于金属卟啉的碳点限制在COFs的孔道中,制备了一类COFs负载的金属卟啉基碳点(M-PCD@TD-COF, M = Ni, CoFe)复合材料并用于光催化CO2还原。TD-COF大的比表面积和孔隙率促进了CO2分子的吸附,增加了活性位点周围局部CO2浓度,而TD-COF骨架的疏水性限制了H2O分子与催化活性中心的接触,从而抑制了光催H2O分解,提高了CO2还原的选择性。此外,TD-COF外延的π-共轭结构加速了光生电子从光敏剂到催化活性位点的转移,该体系具有高的催化效率和稳定性。该研究为COFs基异相催化材料的设计合成提供了新方案。相关研究成果已发表在Adv. Funct. Mater. 2020, 2002654, https://doi.org/10.1002/adfm.202002654. 该论文第一作者为钟鸿助理研究员。

   (王瑞虎课题组供稿)

  

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