Angew:金属有机配位凝胶光催化CO2选择性还原
纳米技术 纳米 2022-02-08

巧妙设计、结构明确的低分子量凝胶子LMWG(low molecular weight gelator)与合适金属离子结合,在构建具有光催化功能的聚合物凝胶展示了广泛的前景。

有鉴于此,贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心Tapas Kumar Maji等报道设计合成了基于四足结构的低分子量凝胶子LMWG,其结构为卟啉核通过酰胺官能团与四个吡啶基团(TPY-POR)形成。

本文要点:

(1)

TPY-POR与RuII结合得到Ru-TPY-POR配位聚合物凝胶,形成纳米卷曲结构形貌,展示了非常好的CO2还原为CO的性能,在以三乙胺(TEA)作为牺牲型电子供体,反应速率3.5 mmol g-1 h-1,选择性>99 %;当1-苄基-1,4-二氢烟酰胺和三乙胺作为牺牲性电子供体,反应中能够以8e-/8H+方式还原为CH4,实现了>95 %的选择性,速率达到6.7 mmol g-1 h-1

(2)

通过飞秒光谱表征,发现聚合物凝胶材料中,卟啉作为光敏剂,[Ru(TPY)2]2+作为催化活性位点。通过原位DRIFT表征和DFT计算模拟,提出了可能的CO2还原为CO和CH4的反应机理。

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参考文献

Tapas Kumar Maji,Parul Verma,Faruk Ahamed Rahimi,Debabrata Samanta,Arup Kundu,Jyotishman Dasgupta, Visible Light Driven Photocatalytic CO2 Reduction to CO/CH4 using Metal-Organic ‘Soft’ Coordination Polymer Gel, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202116094

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202116094


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