作者單位:清華大學(xué)
發(fā)表期刊:Nature Catalysis
摘要:通過原子級(jí)精確的接近協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)了碳-碳鍵合的雙重反應(yīng)位點(diǎn),為二氧化碳轉(zhuǎn)化為丙烯的反應(yīng)提供了典范平臺(tái)。然而,其僅存在于表面的分布方式導(dǎo)致通過從本體相進(jìn)行長(zhǎng)距離遷移而產(chǎn)生的光生電子注入效率低下,從而導(dǎo)致不足以驅(qū)動(dòng)丙烯合成所需的連續(xù)電子轉(zhuǎn)移。在此,我們展示了一種由嵌入配體缺陷型銅基金屬-有機(jī)框架(CuBTC-D/PC)中的半導(dǎo)體單元(TiO2、聚合碳氮化物或 WO3·H2O)構(gòu)成的網(wǎng)狀雙重反應(yīng)位點(diǎn)光催化劑設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)在以水作為電子供體的情況下,將二氧化碳轉(zhuǎn)化為丙烯的選擇性達(dá)到 75.5%。網(wǎng)狀銅雙重反應(yīng)位點(diǎn)促進(jìn)了光生電子從光催化劑到活性位點(diǎn)的短程轉(zhuǎn)移,確保了丙烯合成過程中所有基本步驟所需的足夠電子濃度。增強(qiáng)的電子注入使得即使在低強(qiáng)度照射(約 0.4 個(gè)太陽(yáng))下也能實(shí)現(xiàn)高丙烯選擇性,證明了其適用于太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用。這項(xiàng)研究證實(shí)了將二氧化碳通過光反應(yīng)轉(zhuǎn)化為丙烯(C2H4)這一過程的可行性,并為多電子二氧化碳光反應(yīng)提供了新的見解。