福建物構所二氧化碳催化光功能材料研究獲進展
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二氧化碳作為主要的溫室氣體，在過去的幾十年中，以令人擔憂的速度在大氣中積聚，是造成全球氣候變暖的主要原因，因此二氧化碳的消除與轉(zhuǎn)化成為解決環(huán)境問題的關鍵。與傳統(tǒng)工業(yè)的用氨水化學吸收二氧化碳的方法相比，利用光催化的手段將二氧化碳轉(zhuǎn)化成可以利用的有機物是一種性價比高并且環(huán)境污染小的方法，在此過程中，光功能催化材料起到了決定性的作用。但是目前用于二氧化碳還原的光催化劑，無論是以無機半導體材料為代表的異相催化劑，還是以金屬有機化合物為代表的均相催化劑，都存在著一定的缺陷，例如吸收光范圍窄、難以回收再利用等，因此探索新型的二氧化碳還原的光功能催化材料具有重要意義。
在國家基金委優(yōu)秀青年基金、科技部“973”重大研究計劃等項目的支持下，中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構研究所院光電材料化學與物理重點實驗室羅軍華課題組利用光活性基元Ir(ppy)2(Hdcbpy)與稀土離子配位反應，成功得到了一個同時具備強吸光以及優(yōu)良光催化能力的雙功能配位聚合物（CP）材料（Y[Ir(ppy)2(dcbpy)]2[OH] (Ir-CP)），并首次將這類光功能配位聚合物材料應用于二氧化碳的光催化還原反應，該化合物表現(xiàn)出非常強的可見光吸收能力（吸收邊達到了650 nm）和較長的熒光壽命（29.05 μs），相比于Ir基元的熒光壽命延長了近4倍，而長的激發(fā)態(tài)壽命有利于其催化。基于這些優(yōu)點，Ir-CP表現(xiàn)出了突出的光催化CO2還原的能力，其催化轉(zhuǎn)化率（TOF）可達到118.8 μmol (g of Cat.)-1 h-1，催化量子產(chǎn)率達到1.2%。與此同時，Ir-CP存在著一維[Y(OH)2(CO2)2]∞鏈狀結(jié)構，大大增強了該化合物的穩(wěn)定性，光催化再循環(huán)實驗結(jié)果表明，利用Ir-CP光功能材料進行多次催化循環(huán)實驗，催化效率沒有發(fā)生明顯的變化，相關研究成果發(fā)表在英國皇家化學學會的《化學科學》 (Chem.Sci.,2014,doi:10.1039/C4SC00940A)上。
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