中國(guó)石油大學(xué)(華東)-于濂清教授團(tuán)隊(duì)︱ 綜述: 金屬有機(jī)骨架及其衍生物在光催化應(yīng)用中的合成策略和性能提升
1. 引言
能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境污染面臨重大挑戰(zhàn)，需要開發(fā)具有最佳特性的材料，以便在光催化中得到有效應(yīng)用。 金屬有機(jī)框架(MOF)是開發(fā)各種MOF衍生材料的絕佳平臺(tái)，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特征、高結(jié)晶度、大比表面積、多樣的形貌、可調(diào)節(jié)的尺寸和織構(gòu)特性而受到廣泛關(guān)注。然而，MOFs和MOF衍生光催化劑緩慢的電荷動(dòng)力學(xué)和較差的穩(wěn)定性限制了它們的光催化活性，從而限制了它們?cè)诠獯呋I(lǐng)域的應(yīng)用。 因此，全面總結(jié)與研究MOF和MOF衍生催化材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)化策略和光深入光催化反應(yīng)機(jī)制，對(duì)于推進(jìn)MOF及MOF衍生催化材料在能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境污染領(lǐng)域的應(yīng)用至關(guān)重要。
近期，中國(guó)石油大學(xué)(華東)材料科學(xué)與工程學(xué)院羅惠華博士(第一作者)，于濂清教授(通訊作者)等人綜述了MOF及其衍生物光催化劑在能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境污染的研究。首先，綜述了MOFs及其衍生物的各種合成策略。 還總結(jié)了增強(qiáng)這些新型材料性能的有效改性策略。 然后，系統(tǒng)地探討了目前MOFs及其衍生物在光催化水分解、光催化還原CO2和環(huán)境水污染處理等方面的應(yīng)用進(jìn)展。 最后，討論了MOF及其衍生材料在光催化應(yīng)用中的挑戰(zhàn)和未來前景。
該論文以“Comprehensive Review of
Synthesis Strategies and Performance Enhancement of Metal-Organic Frameworks
and Their Derivatives for Photocatalytic Applications”為題發(fā)表在期刊Journal of Energy Chemistry上。
利用催化劑進(jìn)行光催化水分解被認(rèn)為是解決能源危機(jī)最有前途的方法之一。光生載流子分離效率和光吸收能力是決定光催化制氫速率的關(guān)鍵因素。盡管在光催化水分解方面做了大量的努力，但由于催化劑的本征活性低、穩(wěn)定性差，氫的產(chǎn)率及其實(shí)際應(yīng)用仍然受到限制。MOF和MOF衍生材料由于其固有的優(yōu)勢(shì)，如可控的多孔結(jié)構(gòu)和大量的活性位點(diǎn)，受到了人們的廣泛關(guān)注。迄今為止，許多MOF和MOF衍生材料已被開發(fā)并用于光催化水分解。