MOF中光辅助生成一价铜实现二氧化碳到乙醇的转化

厦门大学化学化工学院汪骋教授课题组通过设计合成“光开关“催化剂成功实现了二氧化碳氢化到乙醇的高选择性转化。相关结果以”Photoactivation of Cu Centers in Metal–Organic Frameworks for Selective CO2 Conversion to Ethanol“为题发表于《美国化学会志》。



CO2的氢化过程是碳循环中重要的一环,将二氧化碳转换成高附加值的乙醇等产物倍受关注,铜被认为是二氧化碳氢化的重要催化剂。汪骋教授课题组前期利用MOF限域的铜纳米粒子开展高选择性催化产生甲醇的工作(J. Am. Chem. Soc., 2017, 139 (10), 3834–3840),并发现一价铜可以协助产生乙醇(Nature Catalysis, 2019, 2, 709-717),但一价铜在反应条件下难以长期稳定,会逐渐转变为零价铜。为了解决该问题,课题组设计制备了基于MOF载体的具有光敏剂基团的铜中心催化剂。利用光敏剂在光激发时与Cu中心之间发生的单电子转移,既可以将二价铜还原为一价铜,也可以将铜纳米粒子氧化为一价铜,从而稳定一价铜。X-射线光电子能谱能等印证了反应前后的铜价态,瞬态吸收光谱观察到了催化中心的电子转移过程。这项工作不仅展示了MOF作为载体的优势,也为理解二氧化碳氢化获取乙醇过程带来新的认识。



厦门大学化学化工学院博士研究生曾令真为论文第一作者,王之野和汪永科参与了光谱的研究工作。该工作得到科技部重点研发计划(批准号:2016YFA0200702)和国家自然科学基金(批准号:21671162、21721001)等项目的资助。

论文链接:https://doi.org/10.1021/jacs.9b11443

发布日期:2019/12/25 发布者:网站管理员 点击数:64