Den ständigt ökande globala energibristen och försämringen av miljön kräver akut att grön och hållbar energi ersätts med konventionell fossilbaserad energi.
Som en av de förnybara energikällorna är solenergi ren och riklig och kan vara ett tillfredsställande alternativ. Fotokatalys är en mycket lovande teknik som effektivt omvandlar solenergi till kemisk energi. Denna teknik har många applikationer, såsom vattenklyvning, CO2 reduktion, organisk syntes och nedbrytning av föroreningar.
Även om oorganiska halvledare är de första och de mest studerade fotokatalysatorerna, har metall-organiska ramverk (MOF), en klass av poröst kristallint material konstruerat av metalljoner/kluster sammankopplade med multi-denterade organiska ligander, nyligen dykt upp som en ny typ av lovande fotokatalysatorer.
Den lättreglerade sammansättningen och strukturen hos MOF:er på grund av deras höga strukturinklusivitet gör att MOF:er är ett idealiskt modellsystem för att utforska förhållandet sammansättning-struktur-aktivitet i ett MOF-baserat fotokatalytiskt system, vilket kan ge vägledning för rationell design och utveckling av fotokatalysatorer på atomnivå.
Ett antal utmärkta recensioner om MOF-baserad fotokatalys har redan publicerats under det senaste decenniet. Men de flesta av dem fokuserar på olika fotokatalytiska material och de reaktioner som de kan tillämpas på.
Med tanke på att MOF-baserad fotokatalys har vuxit snabbt under de senaste åren, är sammanfattningen av de olika strategierna för att förbättra prestandan hos MOF-baserade fotokatalytiska material oumbärlig för den framtida utvecklingen av högeffektiva MOF-baserade fotokatalysatorer.
Nyligen sammanfattade ett forskarlag under ledning av professor Zhaohui Li och professor Ling Wu från Fuzhou University, Kina, de strategier som redan rapporterats i litteraturen för att förbättra prestandan hos MOF-baserade fotokatalytiska material. I denna översyn har fyra konstruktionstekniska strategier för att förbättra effektiviteten av MOF-baserad fotokatalys sammanfattats.
Dessa strategier inkluderar metalldopning, ligandfunktionalisering, tillverkning av ultratunna 2D MOFs och defektteknik. Dessa metoder syftar till att förbättra ljusabsorptionen, förbättra laddningsseparationen och transporten och skapa mer katalytiskt aktiva platser. Personliga åsikter om möjligheter, utmaningar och utvecklingstrender för MOF-baserad fotokatalys togs upp.
Denna recension syftar till att ge vägledning för den rationella utvecklingen av avancerade MOF-baserade fotokatalysatorer genom att belysa det inneboende förhållandet mellan deras strukturella egenskaper och katalytisk aktivitet. Recensionen publicerades i Chinese Journal of Catalysis .
Mer information: Cheng Liu et al, Strategies to engineer metal-organic frameworks for effektiv photocatalysis, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64556-5
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
