日本东京工业大学的CO2还原制甲酸光催化剂研究获进展

2023-04-16 07:04中国石化有机原料科技情报中心站
石油炼制与化工 2023年2期
关键词:量子产率光催化剂配位

日本东京工业大学的研究团队开发了一种CO2还原光催化剂KGF-9,在可见光条件下将CO2转化为CO和甲酸(HCOOH)等高价值化学品。在400 nm可见光照射下,其表观量子产率为2.6%,选择性超过99%。相关研究成果发表于《美国化学会催化》杂志。

目前,将CO2转化为高价值化学品是实现CO2减排的一种途径。光催化CO2反应可使用可见光或紫外光来驱动。金属-有机框架材料(MOFs)和配位聚合物(CPs)由于其配位和结构特殊性能,被广泛用作高性能光催化剂。但因含贵金属以及需要复杂的合成后处理或修饰,其应用受到限制。

该研究团队通过Pb(NO3)2和 H2tadt(2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑)在水和丙酮的混合溶液中反应制得KGF-9粉末。该KGF-9是一种基于含铅—硫键(Pb—S)的CP光催化剂,由无数个—(Pb—S—)n结构组成。因KGF-9没有孔或空隙,其比表面积很低(约0.7 m2/g),通常基于 MOF/CP的光催化剂具有非常高的比表面积(约1 000 m2/g)。在365 nm的可见光照射下,KGF-9表观量子产率为12.4%,在1,3-二甲基苯并咪唑(BIH)为电子供体时,甲酸根(HCOO-)选择性高于99%。

与其他光催化剂相比,KGF-9更易于合成和应用。由于其表面具有Pb活性位点,KGF-9不需要金属钠米颗粒或金属络合物等助催化剂。此外,KGF-9也无需在室温和可见光照射下进行其他合成后的修饰。

该研究团队将探索新策略以提高KGF-9的比表面积,并进一步提高其性能。该研究可为开发新型廉价的光催化剂提供借鉴。

[中国石化有机原料科技情报中心站供稿]

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