武漢理工大學劉曰利教授課題組在ChemSusChem期刊發(fā)文，提出了一種原位構(gòu)建1D/2D COF-5/CoAl-LDH異質(zhì)結(jié)的方法并應(yīng)用于光催化CO2還原。該工作通過原位構(gòu)建異質(zhì)結(jié)，可協(xié)同耦合COF-5與CoAl-LDH材料的優(yōu)勢，實現(xiàn)良好的Vis響應(yīng)、界面調(diào)控、電荷分離，為設(shè)計復(fù)合型光催化劑提供了一種新思路。
眾所周知，COF-5膠體作為一種典型的硼酸酯類COFs材料, 具有比表面積大、永久孔隙率及光熱穩(wěn)定性優(yōu)異等特點。然而，由于其電荷復(fù)合嚴重，以及較低可見光響應(yīng)能力，單一的COF-5膠體材料難以有效進行光催化反應(yīng)。而對于多組分催化劑特別是異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料，可以耦合多種組分的優(yōu)勢，往往能夠有效地改善催化劑性質(zhì)。二維層狀雙氫氧化物（LDHs）由于其金屬離子的可交換性、陰離子可插層及其半導(dǎo)體特性，特別是其優(yōu)異的可見光活性使其成為光催化CO2還原中光催化劑的重要選擇對象。此外，LDH獨特的二維結(jié)構(gòu)及表面豐富的羥基使其成為原位生長一維COF-5膠體材料的理想基質(zhì)，是改善COF-5膠體材料催化性質(zhì)的理想組分。 武漢理工大學劉曰利教授團隊基于上述問題，將COF-5膠體材料與CoAl-LDH復(fù)合，用于可見光驅(qū)動的CO2還原應(yīng)用。光電化學分析表明，COF-5/CoAl-LDH異質(zhì)結(jié)納米復(fù)合材料具有緊密的1D/2D界面接觸結(jié)構(gòu)，其中CoAl-LDH的引入顯著地增強了復(fù)合材料的可見光活性。此外，兩者合適的能級結(jié)構(gòu)有利于COF-5/CoAl-LDH II-2型異質(zhì)結(jié)的形成，促進了COF-5膠體材料中光生電子—空穴的有效分離。所制備的復(fù)合催化劑表現(xiàn)出更高的比表面積及CO2吸附活化能力，同時具有十分優(yōu)異的可見光催化活性和穩(wěn)定性。這一工作首次實現(xiàn)了一維COF-5膠體材料與二維層狀雙氫氧化物的耦合，為調(diào)控COFs基光催化劑的催化性能提供了一種新的方法，也為光催化CO2還原反應(yīng)中異質(zhì)結(jié)催化劑的合理設(shè)計提供了新的思路。 論文信息 COF-5/CoAl-LDH Nanocomposite Heterojunction for Enhanced Visible-Light-Driven CO2 Reduction Siyong Ou, Min Zhou, Prof. Wen Chen, Yuyao Zhang, Prof. Yueli Liu* 文章第一作者為歐思永，周敏 ChemSusChem DOI: 10.1002/cssc.202200184
