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    氮化碳与2D导电Zn-MOF耦合的光催化体系生产H2O2!
    来源: 时间:2023-10-23 16:09:40 浏览:2000次

    第一作者:Yunxiang Li

    通讯作者:楼雄文教授、谷晓俊教授

    通讯单位:香港城市大学、内蒙古大学

    DOI: 10.1002/anie.202310847.



    研究背景



    过氧化氢(H2O2)是一种重要的绿色氧化剂,被广泛应用于化工与医疗行业。目前,工业H2O2生产依赖于能源密集型和废弃物密集型的蒽醌工艺,不仅造成严重的环境污染,而且需要使用贵金属催化剂。因此,由太阳光和半导体材料驱动的人工光合作用,可提供一种理想且环保的H2O2生成途径。光催化合成H2O2的关键步骤是设计构筑可促进O2分子活化与转化的高效活性位点,但很少有单原子位点可作为光催化O2还原生成H2O2的活性中心。因此,设计用于光化学H2O2合成的活性位点应能够在接收光电子时将O2选择性还原为H2O2,但在黑暗和光照条件下均不分解H2O2还是一项重大的挑战。

    二维金属-有机骨架(2D MOFs)材料被广泛的关注,特别是由三角平面六羟基三苯(HHTP)配体与各种金属结点(Cu2+、Ni2+和Zn2+)构成的2D导电MOFs家族。基于此,港城市大学楼雄文团队和内蒙古大学谷晓俊团队等人报道了一种由光敏聚合物氮化碳(CN)和二维导电Zn-MOF(lc)催化单元(CN/Zn-MOF(lc)/400)耦合组成的精细光催化体系。



    文章要点



    1、本文设计出一种集成光敏CN和2D导电Zn-MOF(lc)催化单元的强耦合杂化光催化剂(CN/Zn-MOF(lc)/400),其在可见光照射条件下显示出优异的H2O2合成活性与稳定性。

    2、实验测试与理论研究表明,煅烧诱导效应可显著提升Zn-MOF(lc)的催化性能。总之,该研究为面向高效太阳能驱动转化反应的高性能光催化系统设计提供了一种新机遇。



    图文展示



    图1. Zn-MOF(lc)的合成与形貌表征

    图2. CN/Zn-MOF(hc)/400的H2O2光催化性能表征

    图3. CN/Zn-MOF(hc)/400的结构与光催化机理表征

    图4.机理研究

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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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