南开大学《Adv Mater》:基于MOF的光催化剂实现全解水! 2024-06-09 19:39:36 在从化石能源过渡到可再生燃料的过程中,人们对光催化生产太阳能燃料的兴趣很大。通过光催化分解水生产氢,由于其在清洁和可再生能源生产中的潜在应用而受到广泛研究。涉及三个主要过程:光催化水分解过程,包括光收集,光生电子和空穴的分离和迁移,以及光催化剂表面的氢释放和氧释放反应。对提高光能利用率和电子空穴分离效率的追求是提高太阳能利用效率的关键,这促进了光催化材料的开发和优化。具体来说,有效的电荷分离是整个水分解反应的关键因素,这对提高光电化学和光催化反应的性能非常重要。有效的电荷分离和利用是光催化的关键因素。为此,来自南开大学的Jijie Zhang等人在《Advanced Materials》上发表题为“基于金属-有机骨架的光催化剂,通过空间分离的助催化剂进行优化以实现总水分解”的文章。在此,证明了氧化和还原助催化剂的完全空间分离提高了电荷分离和表面反应的效力。论文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202004747 具体来说,设计了以Pt和MnOx为助催化剂的Pt @ NH2-UiO-66 @ MnOx(PUM)异质结构光催化剂,以优化NH2-UiO-66光催化剂。与原始NH2-UiO-66,Pt @ NH2-UiO-66(PU)和NH2-UiO-66@ MnOx(UM)样品相比,PUM样品具有最高的产氢活性。作为助催化剂,Pt有利于电子的俘获,而MnOx倾向于聚集空穴, 从NH2-UiO-66生成后,电子和空穴在金属-有机骨架光催化剂的内部和外部流动,积累在相应的助催化剂上,然后参与氧化还原反应。PUM光催化剂极大地延长了光生电子和空穴的寿命,这有利于电子-空穴的分离。此外,在不存在牺牲剂的情况下,PUM样品促进了总的水分解,从而证明了其作为MOF型半导体修饰方法在总的水分解反应中的潜力。 图1. a–d)的透射电子显微镜(TEM)图像:a)Pt NP,b)PU样品,c)UM样品和d)PUM样品。 图2.a)紫外-可见光谱,b)光电流-时间曲线,c)EIS奈奎斯特图和d)NH2-UiO-66,PU,UM和PUM样品的PL发射光谱。 图3.a)NH2-UiO-66,PU,UM和PUM样品的时间分辨PL光谱。 b)NH2-UiO-66的TA光谱(激发:365 nm)。 c)NH2-UiO-66,PU,UP,MU,UM,PMU,UPM和PUM样品的TA动力学示意图 图4. a–c)下列物质的光催化产氢速率:a)不同Pt比程序的PU样品,b)具有不同光沉积时间的UM样品,以及c)PUM样品和对照样品。 d)PUM样品的回收性能。 图5.a)PUM样品和对照样品中氢和氧的光催化产率。 b)由DMPO在NH2-UiO-66,PU,UM和PUM样品上捕获5分钟的·OH自由基的电子顺磁共振(EPR)光谱。 c)在可见光照射下与PUM样品进行总水分解的反应过程的示意图总而言之,本文实现了基于MOF的光催化剂的优化,其中空间分离的助催化剂可用于整体水分解。通过合理结合掺入Pt NPs和沉积MnOx NPs制备并优化Pt @ NH2-UiO-66 @ MnOx样品中光生电子和空穴的有效分离,大大延长了光激发电荷载流子的寿命并改善了光催化性能。MOF上空间分离的助催化剂的负载也同时加速了表面氧化和还原反应的动力学,并在不存在牺牲剂的情况下促进了总的水分解,从而证明了其对于优化MOF型半导体分裂反应的潜力。(文:SSC) 赞 (0) 相关推荐 供应MOF-808/MOF-808(Zr)/MOF-841金属有机骨架材料 供应MOF-808/MOF-808(Zr)/MOF-841金属有机骨架材料 中文名称:MOF-808金属有机框架材料 英文名称:MOF-808 Metal-Organic Frameworks用途:科 ... cas1072413-89-8|纳米级UIO-66|锆 1,4-羧基苯MOF(UIO-66) cas1072413-89-8|纳米级UIO-66 英文名称: UiO-66 中文名称: 锆 1,4-羧基苯MOF(UIO-66) MF: C48H24O32Zr6 MW: 1660.03 CAS: ... 半乳糖-peg-NH2|氨基-聚乙二醇-半乳糖|NH2-PEG-Galactose 半乳糖-peg-NH2(齐岳) 中文名称:氨基-聚乙二醇-半乳糖 英文名称:NH2-PEG-Galactose 纯度:95% 包装信息:50mg;100mg;250mg;500mg;1g 二维材料产品 ... UiO-66-Ce负载钌催化伯胺无受体脱氢反应合成腈—非均相催化3 腈类化合物既是重要的药物.农药.天然产物和染料的结构单元,也可以通过多种化学转化合成多种有用的化学中间体如胺.醛.酸.酯和肟等[1].因此合成腈类化合物一直是有机合成的研究重点之一.传统的合成腈类化合 ... 齐岳:NH2-UiO-66|NH2-UiO-66|Ui0-66- BDC-NH2|锆基金属有机框架材料 产品名称:NH2-UIO-66 CAS:1260119-00-3 分子式 C48H5N6O32Zr6 分子量 1724.92 配位金属 Zr 配体 2-氨基对苯二甲酸 结构式: UIO-66-(COO ... 纳米级UIO-66|CAS1072413-89-8|锆 1,4-羧基苯MOF材料 纳米级UIO-66 英文名称: UiO-66 中文名称: 锆 1,4-羧基苯MOF(UIO-66) MF: C48H24O32Zr6 MW: 1660.03 CAS: 1072413-89-8 结构式 ... 青岛农业大学:基于双金属有机骨架纳米载体的自供电生物传感器用于高灵敏度检测外泌体 基于生物燃料电池(BFC)的自供电生物传感器存在生物酶稳定性有限的困境.来自青岛农业大学李峰.盖盼盼课题组的研究人员利用双金属有机框架(MOF)作为生物酶和电活性探针的载体构建了基于BFC的自供电生物 ... 帕拉茨基大学Kolleboyina Jayaramulu课题组--共价石墨烯-MOF混合物用于高性能非对称超级电容器 在这项工作中,胺官能化的金属有机骨架(UiO-66-NH2=Zr6O4(OH)4(bdc-NH2)6; bdc-NH2=2-氨基-1,4-苯二甲酸)(UiO-Universitetet i Oslo) ... MOF-808-NH2,MOF-808-X产品 MOF-808-NH2 提供MOF-808-X产品: 小编zhn 清华《Adv Mater》:Z构型异质结结构,实现高效率光催化全解水! 内容简介 编辑推荐:本文成功构建了Z构型异质结结构,通过促进光生载流子的有效分离,大大提升了光催化全解水的分离效率.其解水效率是g-C3N4纳米片(g-C3N4 NC)的12.1倍,显著超过了许多报道 ... 齐鲁工大《Adv Mater》:多合一薄膜!用于全解水和锌空气电池! 电化学反应对于绿色和可再生能源转换和存储系统至关重要,它包括氢释放反应(HER).氧释放反应(OER)和氧还原反应(ORR).然而,这些电化学反应的缓慢动力学严重影响了它们的能量利用和输出功率.目前, ... 川大《Adv Mater》:金属有机骨架(MOF)工程化酶模拟催化剂! 天然酶是具有高催化活性和底物特异性的最有效的生物催化剂之一,在工业,医学和生物领域起着至关重要的作用.与天然酶相比,基于纳米材料的酶模拟催化剂(Enz-Cats)因其在各种生理环境中的优化和增强的催化 ... 中科院半导体所《Adv Mater》:新纪录!迄今最高效绿光PeLED 编辑推荐:为了减少和减轻钙钛矿材料中的非辐射复合缺陷,作者通过引入乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)钝化和/或抑制缺陷来有效地降低电荷俘获状态,实现了实现22.49%的最大外部量子效率(EQ ... 王春生&姚霞银Adv. Mater.综述:基于硫化物电解质的锂/硫化物全固态电池最新进展 – 材料牛 [引言] 安全性是电动汽车.下一代便携式电子设备以及大规模储能器件的关键要求之一.与目前商用的基于有机电解液的锂离子电池(LIBs)相比,全固态锂电池(ASSLBs)因具有更高的能量密度与安全性,有望 ... 香港大学《Adv Mater》:超300h!高稳定红光钙钛矿发光二极管 编辑推荐:红光钙钛矿发光二极管(PeLED)的工作稳定性一直面临着巨大的挑战.本文通过在合成β-CsPbI3纳米晶体(NCs)中掺入PMA制备了高稳定红光发射的NCs,并且实现了半衰期为317h的高稳 ... 【人物与科研】日本ChEM-OIL/南科大徐强院士课题组Adv. Mater. : “气蒸择MOF,波撼成碳笼” 导语 碳笼材料的有效调控是针对复杂多样功能化应用的有效手段,通过MOF材料可以很好的实现碳笼材料的有效合成和功能化位点的精确构筑.但是常规MOF制备方法一般是用湿化学方法,有着合成方法单一.产量较低. ... 北理工《Adv Mater》:碳掺杂TiOx,高效光催化合成氨 氨(NH3)是一种重要的化工原料,在化肥,炸药,纤维,塑料等工业品的合成中起着重要作用.目前,工业上氨的合成是通过哈伯-博施法,需要高温高压解离N2中极强的N≡N键,消耗大量能量,并且释放大量CO2. ... 东南大学《Adv Mater》:效率28.1%!绿光LED最新记录值 编辑推荐:准二维钙钛矿发光二极管表现出高外量子效率.本文中,作者采用协同双添加剂策略制备具有低缺陷密度和高环境稳定性的钙钛矿薄膜,实现了EQE为28.1%的记录值. 长期以来,准2D钙钛矿与3D钙钛矿 ...