多孔有机聚合物因其独特的可调结构,有利于气体吸附和金属位点整合,在光催化二氧化碳还原方面显示出巨大的潜力。然而,多孔聚合物中的有效光催化受到本体结构的低表面反应性和电子迁移率的极大限制。
有鉴于此,华中科技大学王靖宇教授、广州大学刘兆清教授等将TiO2纳米粒子和Ni(II)位点结合到层状阳离子咪唑鎓聚合物(IP),其中咪唑鎓和自由的阴离子分别能够稳定关键中间体,并且增强CO2还原反应动力学。
本文要点:
(1)
在光催化反应过程中,层状TiO2/NiIP原位剥离生成更容易接近活性位点的纳米片(NS),缩短了电子传输路径。形成的TiO2/NiIP NS得到优异的CO产率(54.9 mmol g-1 h-1),选择性达到99.9 %。
(2)
其中的TiO2纳米粒子能够提高电子传输效率,促进层状聚合物的光化学剥离。此外,与NiIP NS的催化活性迅速下降的现象不同,使用TiO2帮助剥离的纳米片在循环催化实验过程中表现了优异的稳定性。这项工作展示了一种构建高效光催化剂以减少二氧化碳排放的新型策略。
参考文献
Can Wu, Ke Song, Xiting Zhang, Bien Tan, Rongzhen Liao, Zhao-Qing Liu, Huaiyong Zhu, Jingyu Wang, Highly Efficient Photocatalytic CO2-to-CO on Ni-Based Cationic Polymer with TiO2-Assisted Exfoliation and Stabilization, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202423200
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202423200