【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】共價(jià)有機(jī)骨架(COFs)是一類新型的晶態(tài)多孔材料，具有良好的孔隙率、高的表面積及功能可調(diào)等特點(diǎn)，獨(dú)特性能為光催化CO2還原提供了理想平臺(tái)。將金屬卟啉分子包裹在COFs孔道中制備復(fù)合材料，可結(jié)合兩者在光催化CO2還原中的優(yōu)勢(shì)，但在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)存在分子催化組分浸出，導(dǎo)致循環(huán)穩(wěn)定性較差。
中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王瑞虎課題組將基于金屬卟啉的碳點(diǎn)限制在COFs的孔道中，制備出一類COFs負(fù)載的金屬卟啉基碳點(diǎn)(M-PCD@TD-COF, M=Ni, Co和Fe)復(fù)合材料并用于光催化CO2還原。TD-COF大的比表面積和孔隙率促進(jìn)了CO2分子的吸附，增加了活性位點(diǎn)周圍局部CO2濃度，而TD-COF骨架的疏水性限制了H2O分子與催化活性中心的接觸，從而抑制了光催H2O分解，提高了CO2還原的選擇性。此外，TD-COF外延的π-共軛結(jié)構(gòu)加速了光生電子從光敏劑到催化活性位點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，該體系具有高的催化效率和穩(wěn)定性。該研究為COFs基異相催化材料的設(shè)計(jì)合成提供了新方案。
相關(guān)成果發(fā)表在Adv. Funct. Mater.上，第一作者為助理研究員鐘鴻。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的資助。
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