基于双金属的共价有机框架用于人工光合作用稀释CO2减少
Hong Dong1, Liang Fang1, Ke-Xin Chen1
1Heilongjiang Provincial Key Laboratory of CO2 Resource Utilization and Energy Catalytic Materials, School of Material Science and Chemical Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin, 150040, PR China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 7, 2024
概括
使用基于双金属的共价有机框架 (MM-Salen-COFs) 的人工光合作用有效地将稀释的二氧化碳 (CO2) 转化为CO. --COF显示了创纪录的高活动,克服了烟气利用方面的挑战.
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.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 人工光合作用为二氧化碳 (CO2) 使用提供了一条绿色路线.
- 由于二氧化碳度较低和光催化剂活性降低,从烟气中有效减少二氧化碳具有挑战性.
研究的目的:
- 设计和合成基于双金属的共价有机框架 (MM-Salen-COFs) 以实现高效的人工光合作用CO2减排.
- 与单金属对应物相比,研究MM-Salen-COFs在稀释CO2大气中的性能.
主要方法:
- 基于双金属的共价有机框架 (MM-Salen-COFs) 的合成,具有不同的金属位点 (Zn,Ni,Cu).
- 使用可见光在纯和模拟烟气CO2条件下评估光催化CO2到CO的转化率.
- 理论计算以了解二氧化碳吸附和激活的机制.
主要成果:
- 在纯二氧化碳下,Zn-Salen-COF的二氧化碳转化率为150.9μmolg-1h-1的纯二氧化碳,大约是单金属Zn-Salen-COF的6倍.
- 在模拟的烟气条件下 (15%CO2) ZnZn-Salen-COF在102.1μmolg-1h-1的记录高活性.
- 在 ZnZn-Salen-COF 中,双 Zn 位点之间的协同作用促进了 CO2 的吸附和激活,降低了反应的能量屏障.
结论:
- 基于双金属的共价有机框架,特别是ZnZn--COF,是减少二氧化碳的高效光催化剂.
- 增强的性能归因于双金属站点的协同效应,使得即使在低度下也能够有效地捕获和转化二氧化碳.
- 这项研究在废气处理的二氧化碳利用技术方面取得了重大进展.


