李建荣教授团队：多级结构BiVO4@Au@UiO-66-NH2复合光催化剂的构筑
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图文导读
光催化CO2还原近来备受关注，其为缓解温室气体效应和开发清洁能源提供了重要途径。为了提高光催化CO2性能，各种类型光催化剂被开发。其中，半导体基异质结复合催化剂可以在光催化过程中有效提升光生电子空穴分离效率。尽管如此，如何提升该类催化剂对二氧化碳的吸附活化以及产物选择性依然存在挑战。
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内容速览
图1. BiVO4@Au@UiO-66-NH2催化剂的构筑及在催化中其电子与空穴分离过程
如图1所示，研究者在半导体钒酸铋BiVO4表面沉积Au纳米颗粒，进一步原位合成UiO-66-NH2最终获得三元BiVO4@Au@UiO-66-NH2复合光催化剂。在光催化CO2还原过程中，该种异质结催化剂可以有效地实现电子和空穴的快速分离和传输，进而实现催化性能的提升。
通过系统实验表征和理论计算，结果表明该复合光催化剂主要表现出以下优势：首先UiO-66-NH2 和BiVO4具有较宽的光吸收范围，两者结合可以提升光吸收能力。同时，UiO-66-NH2与BiVO4形成异质结可促进光生电子和空穴的分离，从而能够有效提升复合材料的光催化性能。其次，UiO-66-NH2的功能基团可以有效吸附CO2，并且其丰富的孔道结构为催化剂提供了高暴露的活性位点，有效提升CO2活化能力及其催化效果。此外，UiO-66-NH2将Au纳米颗粒封装在UiO-66-NH2与BiVO4之间可防止Au流失，保证了复合材料的稳定性。同时，金属纳米颗粒的负载能够促进光生电子的转移，延缓光生电子与空穴的再复合。
综上所述，该工作为探索合成新型半导体/MOF复合光催化剂材料开发了一种新方法，同时为如何优化复合催化剂高效催化CO2还原提供了新思路。文章信息
Hierarchically structured semiconductor@noble-metal@MOF for high-performance selective photocatalytic CO2 reduction
Yibo Dou, Si-Min Xu, Awu Zhou, Haozheng Wang, Jian Zhou, Hong Yan, Jian-Rong Li*
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https://doi.org/10.1016/j.gce.2020.09.009
#作者简介
李建荣
教授，博导
李建荣，北京工业大学教授，博导，绿色催化与分离北京市重点实验室主任。2005 年在南开大学获博士学位并留校工作；2008−2012年在美国 Texas A&M 等大学工作。主要从事新型多孔材料的设计制备及其在环境能源与化工中的应用探索研究。主持或参与国家重点研发计划、基金委创新群体、优青及面上等科研项目。迄今已发表科技论文200 余篇，部分文章发表在 Nature Energy、Nature Chem.、Chem、Chem. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem.、Energy Environ. Sci.、Adv. Mater.、AIChE J. 等期刊上；论文 SCI 总他引2万余次，入选“全球高被引作者”；参编专著章节 8 章；申请国内外发明专利40 余项（26项已授权）。科研成果获国家自然科学二等奖、天津市自然科学一等奖等。入选中青年科技创新领军人才、百千万人才工程国家级人选等。获SCEJ亚洲杰出科研工作者和工程师奖、侯德榜化工科技青年奖、茅以升北京青年科技奖等。目前兼任中国化工学会精细化工专委会常务委员、中国颗粒学会理事，《中国化学快报》、Green Chemical Engineering编委等职。
Green Chemical Engineering（GreenChE）于2019年入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”，以绿色化工为学科基础，注重学科交叉与绿色化工前沿问题，紧紧围绕低碳化、清洁化和节能化的发展要求。目前是对读者和作者双向免费的开源期刊。
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