Angew:具有中等吸附/解吸能力的铋卤氧化物载体上的高应变Bi-MOF助力CO2光还原

太阳能驱动的二氧化碳(CO2)还原获取高附加值燃料或化学品被认为是缓解与持久的CO2排放相关的全球变暖问题的一种可持续的方法。近年来,多孔性晶体金属有机骨架(MOFs)由于其灵活的配位环境、可调的电子结构和对小分子的强吸附能力,在能量和电荷转移领域引起了人们的极大兴趣。此外,应变作为潜在的刺激因素,由于其与表面电子结构的内在联系,在先进材料设计中得到了广泛的应用。
近日,电子科技大学向全军教授将设计好的铋基MOFs(Bi-MOF)负载在二维(2D)BiOBr载体上,作为特定场所应变工程的可操作平台,调控CO2光催化转化中的中间吸附/解吸能力。
文章要点
1)HRTEM图像、几何相位分析和原位拉曼表征显示,在BiOBr表面负载的Bi-MOF上成功地诱导了高达7.85%的巨大压缩应变,这极大地下移了Bi节点的p带中心并增强了它们的不饱和状态。
2)研究人员对p-p (Bi 6p和CO2/CO 2p)轨道杂化进行了深入的探索。以吸附过程为例,无应变和有应变模型的CO2 2p的1π和7σ前线分子轨道均向费米能级下移,突出了CO2的快速吸附。同时,应变工程进一步诱导1π附近新的非简并轨道重叠和7σ轨道的强化重叠,刺激被吸附CO2分子的快速活化。
参考文献
Xiaoyang Yue, et al, Highly Strained Bi-MOF on Bismuth Oxyhalide Support with Tailored Intermediate Adsorption/Desorption Capability for Robust CO2 Photoreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202208414
https://doi.org/10.1002/anie.202208414
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