贵金属-MOF协同增效光催化CO2还原研究前沿与展望

《Dalton Transactions》：Integration of noble metals with metal–organic frameworks for enhanced photocatalytic CO2 reduction

本研究聚焦能源短缺与全球变暖挑战，来自国内的研究人员系统探讨了贵金属与金属有机框架(MOFs)复合光催化剂在CO2还原领域的最新进展。通过阐释肖特基结、局域表面等离子体共振和光敏化三大机制，为设计高性能光催化剂提供了理论指导，推动碳中和目标下能源转化技术的发展。

　　

将贵金属与金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)进行整合，能够显著增强光催化二氧化碳(CO₂)还原的性能。光催化将CO₂转化为高附加值产品，为解决能源短缺和全球变暖这一严峻挑战提供了一条极具吸引力的策略。在众多光催化剂中，MOFs因其高度有序的多孔结构、巨大的比表面积以及丰富的吸附位点和活性位点而受到越来越多的关注。此外，其固有的窄带隙特性赋予了它们潜在的光催化活性。另一方面，作为工业催化剂的贵金属展现出无与伦比的催化活性和卓越的稳定性，使其在各种催化体系中不可或缺。这些特性使得贵金属与MOFs高度互补，为开发高效光催化剂提供了广阔前景。在这篇前沿文章中，我们重点围绕肖特基结(Schottky junction)、局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR)效应和光敏化(photosensitization)这三个关键方面，总结了贵金属-MOF杂化光催化剂在光催化CO₂还原方面的最新进展及其内在机理。最后，我们讨论了贵金属-MOF复合材料的发展前景，旨在为设计下一代高性能光催化剂提供指引，并推动对光催化机理的基础性理解。