用于氧化水,减少二氧化碳和有机光催化剂的金属有机框架
Cheng Wang1, Zhigang Xie, Kathryn E deKrafft
1Department of Chemistry, CB #3290, University of North Carolina, Chapel Hill, North Carolina 27599, United States.
Journal of the American Chemical Society
|July 26, 2011
概括
这项研究将,和催化剂集成到一个稳定的金属有机框架 (MOF) 中,称为UiO-67. 这些新型MOF在水氧化,二氧化碳减排和有机转化方面表现出高活性,展示了它们在太阳能应用中的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 催化剂是一种催化剂.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 开发高效的异质催化剂对于太阳能利用至关重要.
- 金属有机框架 (MOF) 为催化剂固定提供可调节的多孔性和高表面积.
- 将分子催化剂纳入MOF可以结合同质和异质系统的优势.
研究的目的:
- 合成和表征基于UiO-67的新金属有机框架 (MOF),其中添加了催化活性的 (Ir), (Re) 和 (Ru) 复合物.
- 评估这些化MOF在关键太阳能相关反应中的催化性能,包括水氧化,二氧化碳减排和光催化有机转化.
- 为了证明合成的MOF催化剂的稳定性和异质性质.
主要方法:
- 采用混合匹配合成策略,将二碳酸功能化的Ir,Re和Ru复合物 (H(2) L(1) -H(2) L(6)) 纳入UiO-67框架.
- 使用粉末X射线衍射 (PXRD) 证实了杂的MOFs (MOFs 1-6) 的同结构性和结晶性.
- 评估了催化活性,包括水氧化,二氧化碳减排和各种有机转化,并测量了转化频率 (TOF) 和转化量 (TON) 等性能指标.
主要成果:
- 成功合成了具有高表面积 (1092-1497 m(2) / g) 的高度晶体和多孔的UiO-67框架 (MOFs1-6).
- MOFs 1-3表现出有效的氧化水催化剂 (WOCs),TOF高达4.8小时.
- 与同质对应物相比,MOF 4显示出增强的光催化二氧化碳减排活性 (10.9),MOFs 5-6显示出光催化有机转化中的高活性.
结论:
- 合成的MOFs 1-6在高达400°C的温度下是稳定的,并且在太阳能转化反应中表现出极好的催化性能.
- 催化活性源于内置的分子复合体,MOF结构提供了一个稳定,异质的平台.
- 这项工作突出了MOF中分子催化剂的成功集成,用于开发用于太阳能利用的先进异质催化剂.
