通过光催化水分解通过使用V-doped Ti-squarate MOFs进行增强的绿色生成

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光催化作用的光催化
• 绿色化学 绿色化学

背景情况:

• 金属有机框架 (MOF) 对光催化有前途,但通常需要共催化剂或效率低.
• 缺陷工程和金属兴奋剂是调整MOF特性以提高光催化性能的策略.
• 基于平方的MOF,特别是IEF-11,正在探索它们在太阳能燃料生产中的潜力.

研究的目的:

• 通过水分解增强基于二元的MOFs (IEF-11) 的光催化活性,用于通过水分裂产生绿色.
• 调查缺陷工程 (半孔形成) 和 (V) 兴奋剂对IEF-11的性能和性能的影响.
• 为了实现高效的光催化水分离,而不需要催化剂.

主要方法:

• 使用微波 (MW) 辅助合成来改善IEF-11的纹理特性,增加表面积并通过缺陷聚合 (链接空白) 创建半孔.
• 被添加到IEF-11的Ti) 结构中,度不同 (0-100%),以修改其光学和电子性能.
• 合成的MOF被测试为进化反应的光催化剂和在模拟的阳光下整体的水分裂,理论计算支持实验观测.

主要成果:

• 微波合成显着使IEF-11的表面积增加了四倍,由于链接器空缺,产生了中介孔.
• 兴奋剂逐渐减少了IEF-11的光波段间隙,使其能够在可见光区域吸收.
• 使用11%V的MW合成IEF-11(Ti) 具有最高的演化活性 (1053μmol g^-1 h^-1),由于电荷分离和波段对齐的改进,其表现优于未使用IEF-11(Ti) (536μmol g^-1 h^-1). 它还显示总体水分裂活动增加了30% (83μmol g-1 h-1).

结论:

• 缺陷工程 (人造孔隙性) 和兴奋剂是提高水分裂方基MOF的光催化性能的有效策略.
• 这项研究报告了第一批添加的方基框架,并证明了它们在没有催化剂的光催化水分裂中高效率.
• 在MW合成的IEF-11 (Ti) 中,优化的V-doping通过促进电荷转移和减少电子孔再组合,导致更高的光催化活性.