研究概述双相体系在复杂的催化过程中富有潜力,同时也是高效串联反应中的巨大挑战。作为一种新兴的光能转化为化学能过程,可见光驱动和水加氢反应结合了光催化的可持续性和加氢反应的经济价值。摘要:双相体系在复杂的催化过程中富有潜力,同时也是高效串联反应中的巨大挑战。
然而,如何将水溶性光催化析氢反应(HER)与油溶性加氢反应结合起来是一个关键且具有挑战性的问题。
发表题为《MOF-based Dual-Layer Pickering Emulsion: Molecular-Level Gating of Water Delivery at Water-Oil Interface for Efficient Photocatalytic Hydrogenation Using H2O as a Hydrogen Source》的研究论文。在这里,研究人员利用金属有机骨架(MOFs)和CdS纳米棒构建了一个MOF-CdS双层皮克林乳液(油包水,W/O),将水相分离用于光催化HER,油相分离用于加氢。研究发现,疏水性的MOF和亲水性的CdS分别被分离在W/O乳液的内层和外层,MOF分子调控的疏水性控制了CdS光催化剂上的水传递,实现了HER和加氢的协同调控。
在肉桂醛的光催化加氢中,MOF-CdS皮克林乳液的最高产率达到了187.37 mmol g-1 -1,是未加乳液对照组(6.44 mmol·g-1·h-1)的30倍。在无助催化剂的情况下,表观量子产率达到43.24%,达到前所未有的顶级性能。该研究实现了对水油界面的精确调控,有效耦合了两个不同相的反应,为具有挑战性的串联催化提供了新的视角。
图文解读图1:Zr-BTB纳米片的结构和表征
图2:光催化肉桂醛加氢的性能和机理
MOF-based Dual-Layer Pickering Emulsion: Molecular-Level Gating of Water Delivery at Water-Oil Interface for Efficient Photocatalytic Hydrogenation Using H2来源:华算科技
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