Angew. Chem. :光诱导CO2加氢路径的改变

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催化CO2加氢转化为高附加值的燃料或化学品是实现碳中和的有效途径之一。基于CO2具有高热力学稳定性和化学惰性的特点,高温条件(> 240 °C)更容易驱动CO2的转化。但由于逆水汽转化反应吸热的原因,高温会抑制甲醇的合成。而*HCOO和*COOH分别是生产甲醇和CO的关键中间体,因此,为提高合成甲醇的产率,加强CO2-to-*HCOO的转化至关重要。鉴于此,华南理工大学李映伟教授、王亚晶博士等人报道了原子分散的Co修饰Pt@UiO-66-NH2在光诱导条件下催化CO2加氢合成甲醇。



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图1. Pt@UiO-66-NH2(Co)的电镜图

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图2. Pt@UiO-66-NH2(Co)的XAFS和XPS图

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图3. CO2加氢反应合成甲醇的性能图

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图4. DFT计算和EPR图

实验结果与理论计算表明:在单独加热条件下,Pt@UiO-66-NH2(Co)更倾向于催化*COOH的形成,因此经逆水汽转化路径而来的CO是主要产物。而在光辅助的热催化条件下,Pt@UiO-66-NH2(Co)的LUMO不仅高于CO2/CH3OH的还原电位,而且他们之间的距离大于Pt@UiO-66-NH2(Co)的LUMO与CO2/CO还原电位之间的距离,说明在光辅助的热催化条件下经*HCOO路径转化而来的CH3OH是主要产物。这项工作为光诱导调控CO2加氢路径以制备特定产物提供了新的思路。

文信息

Photo-Induced Switching of CO2 Hydrogenation Pathway towards CH3OH Production over Pt@UiO-66-NH2(Co)

Jianmin Chen, Yajing Wang, Fengliang Wang, and Yingwei Li


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202218115




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