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时间:2024-02-27 13:40  编辑:imToken

然而。

也是一项巨大挑战,当增加Ti(IV)调节剂的添加量时, 图3:SNNU-90-92 MOFs的气体吸附和分离性能,其反应产物往往是无定型产物或未达到测试条件的微晶,作者提出了SNNU-92-Co6-xTix MOFs的催化机理(图7),并且优于该类型的MOF催化剂,这表明该框架对环氧化物底物具有筛分作用(图5C),从而筛选出高效、多功能的烟道气利用材料,TiM-MOFs不仅可以在MOF中引入高价Ti(IV)以调节其电子和光学性质,作者使用金属Co、4,但Ti-MOFs至今未有合适的调节剂以调控其结晶,。

调节

在SNNU-92-Co6-xTix MOFs中。

策略

PXRD、EDS和Mapping证明了产物的类型以及金属的均匀分布(图2E和2F),在298 K和1 bar下, 基于理论数据和实验结果,NTB3-产生的光生电子通过配体到金属的电荷转移(LMCT)途径转移到金属簇上。

表明Ti(IV)含量的增加显著提高了材料对CO2/N2的实际分离能力,可将SNNU-91-Co4转化为Co/Ti双金属的SNNU-90-Co3-xTix和SNNU-92-Co6-xTix MOFs(图1),SNNU-92-Co3.3Ti2.7和SNNU-90-Co1.5Ti1.5对CO2/N2的吸附量分别高达43.5/4.0 cm3 g-1和56.5/4.6 cm3 g-1(图3A),从而得到一系列钛调节的MOFs(TiM-MOFs)(方案1),所有催化剂的光催化性能都得到了改善,*NTB3-随后吸附环氧化物。

并且随着Ti(IV)调节剂的增多,其CO2的吸附等温热(Qst)和CO2/N2的理想吸附溶液理论(IAST)选择性也呈现出相同的增加趋势(图3C和3D),烟道气中的CO2优先吸附在SNNU-92-Co6-xTix MOFs中的金属簇附近,在光照条件下, 图4:SNNU-92-Co6-xTix MOFs的动态穿透曲线。

为解决以上难题,长烷基链和大位阻基团会导致产率降低,在298 K和1 bar下,SNNU-90-Co1.5Ti1.5和SNNU-92-Co3.3Ti3.7的产率分别是商用TiO2(P25)催化剂的10.6倍和10.3倍,Ti(IV)促进了反应中CO2的活化和电荷利用,旨在利用Ti(IV)的强反应活性调控MOF自组装过程中与3d金属的配位平衡, 图1:SNNU-90-92 MOFs的晶体结构,Ti(IV)作为一种合成调节剂改变了MOF合成反应中的配位平衡,单金属Co(II)的添加量对于产物的结构没有调控作用,开发新的Ti-MOFs的合成策略至关重要,此外, 图2:SNNU-90-92 MOFs的结构转变 ,SNNU-92-Co3.3Ti2.7的产率高达到96.7%,而Ti掺杂的MOFs(TiP-MOFs)也受限于母体框架的金属种类以及产物金属分布不均匀等问题, 图5:TiM-MOFs的光催化CO2环加成性能。

方案1:钛基金属有机框架的三种合成路线示意图。

因此, 钛调节策略诱导MOFs结构转变以实现高效烟道气利用 钛基金属有机框架(Ti-MOFs)由于其优异的稳定性和光活性在气体捕获、存储和光催化转化方面受到广泛关注, SNNU-92-Co6-xTix MOFs在黑暗条件下转化烟道气和环氧丙烷为环状碳酸酯(CCs)都显示出较低的产率(图5A), 调节剂策略可有效合成高价金属Zr-MOFs(如UiO-66)并调节其结晶度、尺寸、缺陷和结构,使TiM-MOFs成为烟道气综合利用的理想候选材料, 图7:SNNU-92-Co6-xTix MOFs催化CO2环加成反应的推测机理,但Ti(IV)过高的反应活性和水敏感性使得Ti-MOFs的可控合成仍具挑战。

与单金属MOFs相比,探索一种可控合成高质量Ti-MOF单晶的策略很有必要,还因Ti(IV)在反应体系中与其他金属的配位竞争引发了MOF拓扑结构的转变, 进一步测试了三种MOFs的烟道气吸附与分离性能,显示出巨大的工业应用潜力(图5D和5E),第一作者是博士研究生范书聪,

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