Filling metal–organic framework mesopores with TiO2 for CO2 photoreduction

光催化 介孔材料 多孔性 复合数 催化作用 试剂 分子 材料科学 金属有机骨架 金属 吸附 纳米技术 化学工程 化学 复合材料 有机化学 冶金 工程类
作者
Zhuo Jiang,Xiaohui Xu,Yanhang Ma,Hae Sung Cho,Deng Ding,Chao Wang,Jie Wu,Peter Oleynikov,Mei Jia,Jun Cheng,Yi Zhou,Osamu Terasaki,Tianyou Peng,Ling Zan,Hexiang Deng
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:586 (7830): 549-554 被引量:991
标识
DOI:10.1038/s41586-020-2738-2
摘要

Metal–organic frameworks (MOFs)1–3 are known for their specific interactions with gas molecules4,5; this, combined with their rich and ordered porosity, makes them promising candidates for the photocatalytic conversion of gas molecules to useful products6. However, attempts to use MOFs or MOF-based composites for CO2 photoreduction6–13 usually result in far lower CO2 conversion efficiency than that obtained from state-of-the-art solid-state or molecular catalysts14–18, even when facilitated by sacrificial reagents. Here we create ‘molecular compartments’ inside MOF crystals by growing TiO2 inside different pores of a chromium terephthalate-based MOF (MIL-101) and its derivatives. This allows for synergy between the light-absorbing/electron-generating TiO2 units and the catalytic metal clusters in the backbones of MOFs, and therefore facilitates photocatalytic CO2 reduction, concurrent with production of O2. An apparent quantum efficiency for CO2 photoreduction of 11.3 per cent at a wavelength of 350 nanometres is observed in a composite that consists of 42 per cent TiO2 in a MIL-101 derivative, namely, 42%-TiO2-in-MIL-101-Cr-NO2. TiO2 units in one type of compartment in this composite are estimated to be 44 times more active than those in the other type, underlining the role of precise positioning of TiO2 in this system. Investigation of a chromium-based metal–organic framework shows that the location of added TiO2 inside specific mesopores strongly affects the ability of the material to catalyse photoreduction of CO2.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
daring完成签到 ,获得积分10
1秒前
大个应助聪慧雪糕采纳,获得10
2秒前
2秒前
yang完成签到,获得积分20
2秒前
研友_想想完成签到 ,获得积分10
3秒前
风平浪静完成签到,获得积分20
3秒前
踏实的台灯完成签到,获得积分20
3秒前
科研通AI6.4应助生动香烟采纳,获得10
3秒前
科研通AI6.3应助year采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
NexusExplorer应助神勇的雪碧采纳,获得10
6秒前
天天快乐应助宝铭YUAN采纳,获得10
7秒前
saki发布了新的文献求助10
7秒前
慕青应助风平浪静采纳,获得10
8秒前
酷波er应助Jerry采纳,获得10
9秒前
10秒前
姜雪莲完成签到,获得积分10
10秒前
YANA完成签到,获得积分10
11秒前
小何发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
vivideng应助浮浮采纳,获得20
13秒前
滴滴发布了新的文献求助20
14秒前
亓鹏飞发布了新的文献求助10
14秒前
聪慧雪糕发布了新的文献求助10
15秒前
Arthur完成签到,获得积分10
15秒前
落寞靖发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
2022125061关注了科研通微信公众号
17秒前
雨相所至完成签到,获得积分10
17秒前
无花果应助文静的柠檬采纳,获得10
19秒前
看不上nature的新人完成签到,获得积分10
19秒前
luan完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
152完成签到 ,获得积分10
20秒前
21秒前
21秒前
雨相所至发布了新的文献求助10
22秒前
22秒前
初晨发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Development Across Adulthood 1000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 660
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6449301
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8262101
关于积分的说明 17602149
捐赠科研通 5512585
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2902915
邀请新用户注册赠送积分活动 1880057
关于科研通互助平台的介绍 1721332