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重庆工商大学刘兴燕课题组带着他们今年第5篇SCI来了!

论论资讯 | 2023-05-01 2热度

Molecular Catalysis

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Effect of exposed active sites of semi-amorphous Fe-BTC on photocatalytic CO<sub>2</sub> cycloaddition reaction under ambient conditions

He Y.; Xu M.; Xia J.; Zhang C.; Song X.; Zhao X.; Fu M.; Li S.; Liu X.

Published:2023-05-01
DOI:10.1016/j.mcat.2023.113134

研究背景

随着化石燃料的燃烧导致的二氧化碳排放,温室效应已经成为一个全球性的问题。因此,如何捕捉和高效利用二氧化碳已经成为一个重要的课题。但是,当前的研究领域存在的问题是如何在温和条件下获得更多的活性位点,并将二氧化碳转化为有价值的有机产物。

研究内容

在这项研究中,科学家们采用了两种策略来制备半非晶态Fe-BTC材料,并研究了其在光催化CO<sub>2</sub>环加成反应中的应用。研究人员通过不同的溶剂和相对较低的温度控制缺陷工程,来改变Fe-BTC的性质。通过FT-IR、SEM、TGA和BET分析,研究人员发现这两种策略对Fe-BTC的性质产生了一定的影响。NH<sub>3</sub>-TPD分析证实,不同溶剂和温度下制备的Fe-BTC具有不同数量的Lewis酸位点,而更多的Lewis酸位点有利于提高反应产率。此外,DFT理论计算也证实,相对较低温度下制备的缺陷Fe-BTC会暴露更多的活性位点。最后,光在反应中也起着不可替代的作用,因为在光激发下产生的光生电荷能够极大地激活CO<sub>2</sub>和环氧化物,从而降低反应的能垒。通过上述光催化实验结果和表征,研究人员提出了可能的反应机制并进行了解释。

研究意义

本研究提供了一种经济有效的策略,以在温和条件下获得更多的活性位点用于CO<sub>2</sub>环加成反应。这项研究的创新之处在于,通过两种策略来改变Fe-BTC的性质,从而获得更多的活性位点,提高了反应产率。这项研究的结果对于解决CO<sub>2</sub>排放问题具有重要意义,对于中学生了解环境保护和绿色技术也有一定的启示作用。

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