基于铜的沸石咪唑酯骨架-8上二氧化碳光还原制甲醇：新一代光催化剂

摘要： 基于金属有机框架（MOFs）催化剂的二氧化碳高效转化制备甲醇等高附加值产物已受到广泛关注。光催化还原法因利用太阳能而被视为最具经济性的方法。本研究通过水热法合成了铜（II）/沸石咪唑酯骨架结构材料-8（Cu/ZIF-8）催化剂用于光催化还原二氧化碳制甲醇。采用X射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）结合能量色散X射线光谱（EDX）、紫外-可见光谱（UV-vis）和X射线衍射（XRD）对合成催化剂进行表征。在2M氢氧化铵溶液中制备的2mmol铜处理的主体ZIF-8显示出最高光催化活性。观测发现ZIF-8和2Cu/ZIF-8N2催化剂的晶体结构分别为立方晶系和正交晶系，XPS分析证实所有制备的催化剂中仅有该样品在ZIF-8表面沉积了铜（II）离子。2Cu/ZIF-8N2催化剂的正交晶结构、纳米级晶体形貌、铜负载量是影响光催化活性的核心因素。在530-580nm波长范围内光照6小时后，2Cu/ZIF-8N2催化剂上甲醇产率达到35.82 μmol/L·g。这种铜基ZIF-8催化剂为经济高效的光催化还原二氧化碳制甲醇提供了新途径。