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硅酸盐学报2025年第12期:C_(48)H_(30)N_6O_(32)Zr_6/硅藻土复合材料的制备与光催化CO_2还原性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:崔博文;文艺;钱晨光;李春全;袁方;孙志明;

单位:中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院;

摘要:光催化CO_2还原技术利用太阳能将CO_2转化为燃料(如CO、CH_4等),为解决气候变化和能源短缺问题提供可能,但其实际应用仍受限于高成本、低产率等问题。本工作采用一步水热法成功制备了一种C_(48)H_(30)N_6O_(32)Zr_6(UiO-66-NH_2)/硅藻土复合材料,并采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、原位漫反射傅里叶变换等表征手段对复合材料理化特性进行分析,系统研究了复合材料光催化CO_2还原的性能与机理。结果表明:当UiO-66-NH_2的理论负载量为60%时,所制备的复合材料光催化CO_2还原性能相对最优;优化条件下制备的UND-60%复合材料表现出优异的光还原CO_2性能(6.69μmol·g~(–1)·h~(–1)),为纯UiO-66-NH_2(4.57μmol·g~(–1)·h~(–1))的1.46倍;复合材料光催化CO_2还原性能的提升主要归因于硅藻土作为载体有效增强了UiO-66-NH_2的分散性,为光还原反应提供了更多的活性位点;此外,Ui O-66-NH_2/硅藻土复合材料带隙能的降低、光生载流子的迁移和分离效率的提升同样有助于提升其光催化性能。

关键词:硅藻土;光催化二氧化碳还原;金属有机框架;复合材料

基金资助:北京市自然科学基金面上项目(2242055); 国家资助博士后研究人员支持计划(GZB20230844)