研究目的
研究基于金属有机框架(MOF)构建新型Z型异质结用于可见光下光催化CO2还原。
研究成果
O-ZnO/rGO/UiO-66-NH2 Z型异质结在可见光照射下表现出优异的CO?转化制CH?OH和HCOOH的光催化活性,产率分别达到34.85 μmol·g?1·h?1和6.40 μmol·g?1·h?1。该增强的活性归因于通过Z型电荷转移实现了光生电子-空穴的有效空间分离,既保持了UiO-66-NH?的高还原能力又维持了O-ZnO的强氧化性。本研究为新型MOF基Z型光催化体系的设计与制备提供了见解。
研究不足
该研究聚焦于可见光下二氧化碳光催化还原为甲醇和甲酸的过程,并对光催化剂进行了六次循环稳定性测试。但未探究连续运行条件下的长期稳定性及合成方法在工业应用中的可扩展性。
1:实验设计与方法选择:
通过简便的溶剂热法制备了一种新型氧缺陷ZnO(O-ZnO)/还原氧化石墨烯(rGO)/UiO-66-NH2 Z型异质结。详细表征了材料的形貌、结构及光电特性。
2:样品选择与数据来源:
通过光催化CO2还原反应评估其光催化活性。
3:实验仪器与材料清单:
扫描电子显微镜(SEM,JSM-6700F)、透射电子显微镜(TEM,JEOL 200CX)、高分辨透射电镜(HRTEM,JEM-2010F)、粉末X射线衍射仪(XRD,D/MAX-2550)、X射线光电子能谱(XPS,PHI ESCA-5000C)、电子自旋共振仪(ESR,JEOL-TE300)、拉曼光谱仪(Renshaw inVia)、紫外-可见漫反射光谱仪(DRS,Hitachi U-3010)、N2和CO2吸附仪(Micromeritics ASAP 2460)、光致发光光谱仪(PL,Hitachi F-7000)、瞬态荧光寿命测试仪(FLS920荧光光谱仪)。
4:0)、X射线光电子能谱(XPS,PHI ESCA-5000C)、电子自旋共振仪(ESR,JEOL-TE300)、拉曼光谱仪(Renshaw inVia)、紫外-可见漫反射光谱仪(DRS,Hitachi U-3010)、N2和CO2吸附仪(Micromeritics ASAP 2460)、光致发光光谱仪(PL,Hitachi F-7000)、瞬态荧光寿命测试仪(FLS920荧光光谱仪)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:光催化CO2还原实验在室温下进行,采用300 W氙灯搭配紫外截止滤光片(λ > 420 nm)作为光源的连续流动反应系统。
5:数据分析方法:
液相产物每小时通过配备TM-PLOTU毛细管柱(30 m × 0.53 mm × 20 μm)和FID检测器的GC7900气相色谱仪监测。
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Scanning electron microscopy
JSM-6700F
JEOL
Analyzing the microstructure and morphology of the photocatalysts.
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Transmission electron microscopy
JEOL 200CX
JEOL
Analyzing the microstructure and morphology of the photocatalysts.
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High-resolution transmission electron microscope
JEM-2010F
JEOL
Analyzing the microstructure and morphology of the photocatalysts with an energy-dispersive X-ray (EDX) spectrometer.
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Electron-spin-resonance
JEOL-TE300
JEOL
Performing ESR tests.
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UV-vis diffuse reflectance spectra
Hitachi U-3010
Hitachi
Recording the UV-vis diffuse reflectance spectra of the photocatalysts.
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Photoluminescence spectra
Hitachi F-7000
Hitachi
Measuring the photoluminescence (PL) spectra of the samples.
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D/MAX-2550
Crystal phase identification using CuKα radiation.
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Renshaw inVia
Renshaw
Analyzing Raman spectra with a laser excitation at wavelength of 785 nm.
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Micromeritics ASAP 2460
Micromeritics
Measuring N2 and CO2 adsorptions.
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