ACS Catalysis：NH2-MIL-125(Ti)的晶面调节用于增强光催化CO2还原活性

Nanoyu

2020-12-30

光催化剂晶面设计和优化是解决相关光催化反应问题的有效策略。然而，关于金属有机骨架（MOF）在光催化过程中的刻面效应的研究，目前还处于起步阶段。

近日，南京大学孙为银教授，赵劲教授报道了精确控制和合成了具有不同{001}和{111}晶面比例的NH₂-MIL-125(Ti)，发现随着{111}晶面暴露比例的逐渐增加，光催化CO₂还原活性得到显著增强。

文章要点

1）研究发现，DMF和MeOH的用量对{001}和{111}面的比例有很强的调节作用。调节DMF和MeOH的溶剂量比以及不同钛源的四异丙酸钛（TPOT）或丁醇钛（TBOT）在有或没有AA调制剂的情况下都可以实现NH₂-MIL-125(Ti)的形貌和晶面的转变。

2）实验结果显示，NH₂-MIL-125(Ti)的{111}晶面具有光催化活性，CO和CH₄的最大产率分别为8.2 5和1.01 μmol g⁻¹ h⁻¹，分别是{001}晶面的9倍和5倍。此外， {111}面的具有最高的CO和CH₄量子产率，分别为0.14%和0.07%。

3）稳态荧光光谱和时间分辨荧光光谱揭示了{111}晶面可以有效抑制光生电子和空穴的复合。此外，反应过程中生成的Ti^III对CO₂具有很强的还原性。因此，通过调节NH₂-MIL-125(Ti)暴露的{111}面可以显著提高其光催化性能。

这一工作不仅为进一步提高MOF的光催化性能提供了一种策略，而且对光催化CO₂还原性能的影响因素也有了更进一步的认识。

参考文献

Enhanced Photocatalytic CO₂ Reduction Activity over NH₂‑MIL-125(Ti) by Facet Regulation, ACS Catal. 2021

DOI: 10.1021/acscatal.0c04426

https://dx.doi.org/10.1021/acscatal.0c04426