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金属有机框架材料(MOFs)是由金属原子或原子团簇与有机配体构成的多孔材料,具有良好的吸附性和光催化活性。基于对植物光合作用的模拟,MOFs材料光催化将CO2还原转化为系列碳氢化合物燃料在环境保护和未来能源供应方面具有广阔的应用前景。本文简述了MOFs光催化还原CO2的机理,通过对催化剂进行设计,如:能带结构工程(掺杂、配体取代、构建异质结等),形貌结构功能化以及协同催化等方式,实现材料的较强光捕获、较高的气体吸附量、产物选择性、稳定性和光催化效率。并提出了光催化还原CO2的发展趋势。 相似文献
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金属-有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属离子或金属簇与多齿有机配体通过配位键连接而形成的有机无机杂化多孔晶态材料,具有较大的比表面积和孔道,同时结构也易于实现剪裁。近十几年MOFs在催化、气体吸附等领域得到了较大发展。卟啉等四吡咯大环结构有很好的光吸收特性,作为连接体应用于MOFs中可有效拓宽其吸收光谱,因此,基于卟啉配体的MOFs被广泛应用于光催化领域。本文综述了近十年来金属-卟啉框架材料在光催化选择性有机合成、析氢、析氧、还原CO2、降解有机污染物方面的应用,同时对金属-卟啉框架材料未来在光催化领域的发展进行了展望。 相似文献
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功能性框架材料包括金属有机框架(Metal organic frameworks, MOFs)和共价有机框架(Covalent organic frameworks, COFs),前者是一类金属离子与有机配体配位连接的聚合物,后者是一类无金属共价连接的有机聚合物,具有比表面积大、结构可调性等特点,是近年来功能性材料研究热点。功能性框架材料自身的结构优势决定其在载酶光催化转化CO2方面具有良好的应用潜力,简要总结了近年来酶/功能性框架材料光催化转化CO2的研究进展,介绍了MOFs材料与COFs材料在酶光催化转化CO2中的应用、优势、存在问题及未来的发展机遇。 相似文献
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“双碳”目标的提出让氢能热度持续攀升,制氢技术突破是氢能连接能源消费终端的关键桥梁,光催化分解水制氢技术是实现太阳能低碳转化的有效途径。其中,利用具有比表面积和孔隙率高、结构可调、活性位点丰富等优势的金属有机框架(MOFs)材料光催化分解水制氢是近年来的研究热点。该文综述了国内外基于MOFs材料光催化分解水制氢体系中半导体复合、金属离子掺杂、敏化剂修饰和贵金属负载等方法的改性原理、技术难点和制氢效果等,重点阐述比较了上述MOFs改性方法在抑制光生电子空穴对复合、优化MOFs禁带宽度和增加MOFs活性位点等方面的作用,提出了未来MOFs光催化分解水制氢可深入新型MOFs材料开发、敏化剂修饰工艺优化、拓展先进表征手段的研究方向。 相似文献
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从MOFs材料的催化应用方向出发,简述了MOFs材料及其发展历程,并介绍了MOFs材料的分类,包括以羧酸为配体的MILs、IRMOFs及UIOs等化合物,以含氮杂环为配体的ZIFs等化合物及其他复合材料;讨论了在光催化、电催化及生物催化等方面的应用。分析表明,MOFs材料在分解水产氢、产氧和二氧化碳还原等领域具有优异的性能,但也存在如成本较高、稳定性有待提高等问题。未来可重点关注MOF基催化剂稳定性、导电性等性能的进一步优化,可以通过调控其形貌或与其他半导体材料结合以使材料具有更优异的性能;同时高成本、回收困难等其他因素一直是限制MOFs材料工业应用的主要问题,需要研究人员继续攻克解决。 相似文献
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金属有机框架材料(MOFs)是一类无机金属中心和有机配体自组装形成的晶体多孔材料,既有无机材料高结晶度、高电子迁移率等特点,又兼具有机材料高比表面积、高孔隙率、强可修饰性等特点,在光催化领域显示出广阔的应用前景。围绕物理化学微环境调控,对近年来MOFs光催化材料的研究进行了详细综述。其中,物理微环境的调控重点介绍了微观形貌调控、贵金属沉积和异质结构建三个方面;化学微环境调控重点介绍了金属位点调控与有机配体调控两个方面。此外,对MOFs光催化材料的未来发展进行展望,以期为高性能MOFs光催化剂的理性设计和可控制备等方面的研究提供思路。 相似文献
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