日本东京工业大学的CO2还原制甲酸光催化剂研究获进展

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]