首页 »
行业资讯 »
前沿动态 »
山大Small:提高45倍!M-PyPor-COFs实现高效CO2光还原
将CO2转化为增值化学品以解决碳排放引起的温室效应有希望,但也具有挑战性。基于此,山东大学李培洲教授等人报道了通过将金属离子(Co2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+)包埋在咪唑连接的强健光敏共价有机骨架(PyPor-COF)中,合理设计和构建了有效的CO2转化光催化剂。结果表明,所有金属化的PyPor-COFs(M-PyPor-COFs)的光化学性质都有显著的增强。
光催化反应表明,Co-金属化PyPor-COF(Co-PyPor-COF)在光照射下的CO产率高达9645 µmol g−1 h−1,选择性为96.7%,是无金属化PyPor-COF的45倍以上,而Ni-金属化PyPor-COF(Ni-PyPor-COF)可进一步串联催化CO生成CH4,产率为463.2 µmol g−1 h−1。
通过DFT计算,作者研究了Co-PyPor-COF和Ni-PyPor-COF以及无金属的PyPor-COF的反应途径,发现它们具有优异的CO2光还原活性。通过计算不同反应步骤的吉布斯自由能(ΔG),发现Co-PyPor-COF中*COOH的形成能垒仅为0.32 eV,远小于Ni-PyPor-COF的1.72 eV和PyPor-COF的2.18 eV。当PyPor-COF的ΔG值过高而不能生成*COOH时,Co-PyPor-COF的生成能垒降低,表明*COOH更容易有效地被Co聚集中心固定,从而提高了Co-PyPor-COF光催化还原CO2的收率和选择性。
此外,两种金属化COFs从*COOH到*CO的转变在热力学上都是有利的,其能量发射分别为-0.63 eV和-3.03 eV,表明Ni催化中心比CO催化中心具有更强的捕获*CO的能力,可能是由于两种金属的电子结构不同所致。由于具有合适的能垒和跃迁能,Co-PyPor-COF倾向于通过途径I解离*CO中间体,而不是通过途径II进一步将CO*质子化为CHO*,使得它具有高度的CO选择性。
因此,Co-PyPor-COF催化的CO2还原反应是一个热力学控制的反应。Ni-PyPor-COF由于更高的*COOH形成能垒和更大的能量发射,更容易生成*CO物种,倾向于通过途径II将*CO质子化为*CHO,通过进一步的反应生成CH4。
Highly Enhancing CO2 Photoreduction by Metallization of an Imidazole-linked Robust Covalent Organic Framework. Small, 2023, DOI: https://doi.org/10.1002/smll.202303324.
-
3,6,9,12-四草酸酯四癸二酸_CAS:32775-08-9
2024-07-26
-
2,2-双(((4-叠氮基-2,3,5,6-四氟苯甲酰基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基双(4-叠嗪基-2,3,6-四氟苯甲酸酯_2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate)_CAS:157928-53-5
2024-06-24
-
(8R,9S,13S,14S)-13-甲基-3-乙烯基 6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-十氢-17H 环戊基[a]菲17-酮_ (8R,9S,13S,14S)-13-methyl-3-vinyl6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-decahydro-17Hcyclopenta[a]phenanthren-17-one _CAS:151171-58-3
2024-06-24
-
松柏醇-7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑_2-[(E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)prop-2-enoxy]-N-[2-[(4-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-7-yl)amino]ethyl]acetamidel_CAS:1803427-21-5
2024-06-24
-
(2E)-N-(1-(3-氯苄基)-1H-咪唑-4-基)-3-(吡啶-3-基)丙-2-烯酰胺_(2E)-N-(1-(3-chlorobenzyl)-1H-imidazol-4-yl)-3-(pyridin-3-yl)prop-2-enamide_CAS:2128292-12-4
2024-06-24
-
橙花叔醇葡萄糖苷_β-D-glucopyranosyl-(1->3)-6,7-trans-nerolidol_CAS:116174-71-1
2024-06-24
-
(6S)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6S)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1313708-57-4
2024-06-24
-
(6R)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6R)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1647065-98-2
2024-06-24
-
乙基紫精二六氟磷酸盐_ethylviologen bis(hexafluorophosphate)_CAS:138926-07-5
2024-06-24
-
四羟乙基乙二胺_CAS:140-07-8
2024-06-24
-
(S)-2-(乙酰基硫基)丙酸_CAS:167466-66-2
2024-06-24
-
N-Boc-反式-4-氨基-脯氨酸甲酯盐酸盐_CAS:334999-32-5
2024-06-24
-
(S)-氧杂环丁烷-2-甲胺_CAS:2091328-57-1
2024-06-24