王秀林,岐少鹏,周昆,邓希,姚辉超,戴若云,张雨晴,伍思达,聂锁府.Cu cluster@UiO-66团簇负载型催化剂促进光催化CO2加氢反应[J].分子催化,2025,39(2):111-119
Cu cluster@UiO-66团簇负载型催化剂促进光催化CO2加氢反应
Cu Cluster@UiO-66 Cluster-loaded Catalysts for Photocatalytic CO2 Hydrogenation Reaction
投稿时间:2024-08-06  修订日期:2025-02-28
DOI:10.16084/j.issn1001-3555.2025.02.002
中文关键词:  复合结构  UiO-66  铜纳米簇  光催化CO2还原
英文关键词:composite structure  UiO-66  Cu cluster  photocatalytic CO2 reduction
基金项目:中国海洋石油集团有限公司“十四五”重大科技项目CCUS专项课题三子课题五“二氧化碳光电催化技术研究” (KJGG-2022-12-CCUS-030500) [China National Offshore Oil Corporation's “14th Five Year Plan” Major Science and Technology Project CCUS Special Project Three Sub Project Five “Research on Carbon Dioxide Photocatalysis Technology” (KJGG-2022-12-CCUS-030500)].
作者单位E-mail
王秀林 中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心, 北京 100028  
岐少鹏 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026  
周昆 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026 dx0714@ustc.edu.cn 
邓希 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026  
姚辉超 中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心, 北京 100028  
戴若云 中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心, 北京 100028  
张雨晴 中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心, 北京 100028  
伍思达 中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心, 北京 100028  
聂锁府 中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心, 北京 100028  
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中文摘要:
      针对高活性Cu基团簇(Cu cluster)催化剂的稳定性问题, 利用MOFs材料独特的结构限域作用, 将Cu团簇锚定在UiO-66中, 构建了Cu cluster@UiO-66复合材料, 改善了催化剂的稳定性和催化活性. 在该复合结构中, UiO-66不仅可作为吸光单元捕获太阳光形成光生载流子, 而且UiO-66的多孔结构可以有效稳定Cu团簇, 保证其微观尺度上的高度分散和结构稳定. 研究发现, 在光催化反应过程中, UiO-66的光生电子可快速转移至Cu团簇, 进而以Cu团簇作为催化活性位点驱动CO2还原反应. 得益于复合材料中高效的电荷转移和稳定的团簇活性位点结构, 光催化CO2加氢反应活性明显增强. 本研究为合成MOFs负载型团簇材料提供了新的思路.
英文摘要:
      Aiming at the stability of highly active Cu-based cluster catalysts, we constructed the Cu cluster@UiO-66 composite by using the unique structural confinement effect of MOFs to anchor the Cu in UiO-66 can not only act as a light-absorbing unit to capture sunlight to form photogenerated carriers, but also enhance the porous structural stability on the microscopic scale. It is found that during the photocatalytic reaction, the photogenerated electrons of UiO-66 can be rapidly transferred to the Cu cluster, which is used as the catalytically active site to drive the CO2 reduction reaction. Benefiting from the efficient charge transfer and stable cluster active site structure in the composite, the photocatalytic CO2 hydrogenation reaction activity is significantly enhanced. The related research results provide a new idea for the synthesis of MOFs-supported cluster materials.
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