Cu-Fe双金属MOF光催化剂

CO₂光还原高选择性制甲烷

通过双金属位点设计延长光生电子分离态寿命，实现CO₂向CH₄的高选择性光还原。

Yang, Huayong · Guowei, Liu · Lixiao, Zheng · 张敏 · 关中杰 · 刘太丰 · 杨建军

Applied Catalysis B: Environmental 2024

参数信息

甲烷产率

32.20 μmol·g⁻¹·h⁻¹

甲烷选择性

69.24 %

一氧化碳产率

14.29 μmol·g⁻¹·h⁻¹

技术优势

选择性地得到甲烷

Cu-Fe双金属位点促进CO*加氢，将CO₂优先还原为CH₄而非CO，CH₄选择性达到69.24%。

电荷分离更持久

Cu-Fe双金属位点提供高比例的长寿命光生电子，延长电子-空穴分离态寿命，持续供给电子活化CO₂。

CO₂吸附活化增强

CO₂与[Cu₂(COO)₄]-Fe活性单元的强亲和力实现了高效的CO₂吸附活化，加快光还原反应。

应用场景

• 人工光合作用与碳资源化：将CO₂转化为高价值CH₄燃料，同时不产生液相产物，简化分离。
• CO₂还原电催化剂：双金属位点可延长电荷分离态寿命，为电催化CO₂还原提供高活性表面。
• 光催化MOF材料：MOF框架中Cu-Fe位点协同增强CO₂吸附与电荷传输，提升光还原效率。
• 光催化用金属有机框架：利用MOF的可调金属节点设计双金属位点，定向调控CO₂光还原产物选择性。