Nature: MOF限域TiO2高活性光催化CO2还原

纳米技术

2020-09-12

MOF在气体特异性相互作用中有重要作用，伴随者其丰富和规则多孔结构，其能够在光催化气体转化合成高价值物种中产生重要应用，目前MOF基材料被成功用于CO₂光还原等过程，但是其转化效率较低，难以和高效率固体催化剂、分子催化剂的性能相比。有鉴于此，武汉大学邓鹤翔、昝菱，上海科技大学Osamu Terasaki等报道了一种方法，在MIL-101型和其衍生结构MOF的不同孔道中生长TiO₂，并能够有效的进行CO₂光催化还原同时合成O₂，在42%-TiO₂/Cr-MIL-101-NO₂材料中实现了在350 nm光中进行光催化，CO₂光还原效率达到11.3 %。作者发现负载在MOF材料中的TiO₂活性是其他结构中的TiO­₂性能的44倍。

本文要点：

（1）

分别合成了含量分别为13 %，23 %，37 %，42 %-TiO₂/MIL-101-Cr材料。其中42 %-TiO₂/MIL-101-Cr的性能最好，并且总体TOF相对于每个TiO₂达到2.4 h^-1，性能是P25性能的1.4×10⁴倍，并且其中TiO₂的结构对性能有较大影响，II型结构TiO₂的TOF达到5.9 h^-1，比I型结构TiO₂的TOF高44倍，比对比样品中位于42 %-TiO₂/MIL-101-Cr材料中的TiO₂性能高1.7×10³倍。

参考文献

Zhuo Jiang, Xiaohui Xu, Yanhang Ma, Hae Sung Cho, Deng Ding, Chao Wang, Jie Wu, Peter Oleynikov, Mei Jia, Jun Cheng, Yi Zhou, Osamu Terasaki*, Tianyou Peng, Ling Zan* & Hexiang Deng*

Filling metal–organic framework mesopores with TiO2 for CO2 photoreduction, Nature 2020

DOI: 10.1038/s41586-020-2738-2

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2738-2