研究目的
开发一种锚定型杂化光催化体系,利用丰富的锰配合物和BiOI半导体实现可见光驱动的CO2还原,以提高效率和稳定性。
研究成果
通过羧基锚定在BiOI上的[Mn]杂化体系能有效促进可见光下CO?还原为HCOO?的电子转移,在高选择性和稳定性条件下实现74的TON。该方法展示了利用丰产金属和半导体实现可持续光催化应用的潜力。
研究不足
该研究在可扩展性、超过四个循环的长期稳定性以及混合系统向更高效率或其他还原产物的潜在优化方面可能存在局限。特定溶剂和条件的使用可能会限制更广泛的应用。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过羧基共价键合合成了锰配合物与BiOI半导体,并测试其在可见光下对CO2还原的光催化活性,旨在结合BiOI的光捕获能力与锰配合物的催化效率。
2:样本选择与数据来源:
样本包括合成的面式-[Mn{4,4’-(COOH)2-2,2’-联吡啶}(CO)3Br]([Mn])、水热法制备的BiOI及复合体[Mn]@BiOI,数据源自表征技术与光催化反应。
3:实验设备与材料清单:
设备含岛津UV-2600分光光度计、500MHz布鲁克Avance核磁共振仪、Quattro Micro API质谱仪、CHI660d电化学工作站、扫描电镜-能谱仪、300W氙灯(带截止滤光片)、气相色谱仪及离子色谱仪;材料含硝酸铋、五水碘化钾、乙二醇、乙腈、水、三乙醇胺、CO2、N2及合成用各类化学品。
4:N2及合成用各类化学品。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:[Mn]合成是将2,2'-联吡啶-4,4'-二羧酸与Mn(CO)5Br在乙醇中75°C反应;BiOI通过硝酸铋与五水碘化钾溶于乙二醇120°C加热12小时制得;复合体由[Mn]与BiOI在乙腈中搅拌过夜制备。光催化反应在含5%水与三乙醇胺的乙腈水溶液中进行(CO2饱和),以可见光(λ>420nm)照射,产物通过气相色谱与离子色谱分析。
5:数据分析方法:
采用紫外-可见光谱、核磁共振、质谱、Mott-Schottky曲线测定平带电位、扫描电镜-能谱元素分布图,并通过至少三次测量的TON值统计平均进行分析。
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