近日,中国科学院化学研究所光化学实验室盛桦课题组基于羟基化位点驱动的CO2原位捕集-转化机制,在空气CO2的直接光催化转化方面取得了新的突破。
研究团队利用卟啉铟金属-有机框架(In-MOF)中两类对CO2/O2亲和性不同的铟活性位点,实现了CO2与O2的“空间分区还原”。该策略使氧还原不再竞争性抑制CO2还原,反而从动力学上促进CO2还原,构建出特殊的氧增强CO2还原体系。进一步将In-MOF与UIO-66-NH2耦合形成异质结,可以在催化位点上产生对低浓度CO2的“双重富集”效应,从而实现将空气CO2直接光催化还原为CO。还搭建了可在自然环境中运行的漂浮式光催化平台,实现在太阳光照射和开放空气条件下,耦合空气CO2还原与水相氨氧化,从而直接将空气CO2转化为可水相收集的尿素产物。这项研究为空气CO2的高效资源化利用提供了新的催化策略与反应体系。
(汪森)