日本東京工業大學的CO2還原制甲酸光催化劑研究獲進展

日本東京工業大學的研究團隊開發了一種CO2還原光催化劑KGF-9，在可見光條件下將CO2轉化為CO和甲酸（HCOOH）等高價值化學品。在400 nm可見光照射下，其表觀量子產率為2．6%，選擇性超過99%。相關研究成果發表于《美國化學會催化》雜志。

目前，將CO2轉化為高價值化學品是實現CO2減排的一種途徑。光催化CO2反應可使用可見光或紫外光來驅動。金屬-有機框架材料（MOFs）和配位聚合物（CPs）由于其配位和結構特殊性能，被廣泛用作高性能光催化劑。但因含貴金屬以及需要復雜的合成后處理或修飾，其應用受到限制。

該研究團隊通過Pb（NO3）2和 H2tadt（2，5-二巰基-1，3，4-噻二唑）在水和丙酮的混合溶液中反應制得KGF-9粉末。該KGF-9是一種基于含鉛—硫鍵（Pb—S）的CP光催化劑，由無數個—（Pb—S—）n結構組成。因KGF-9沒有孔或空隙，其比表面積很低（約0．7 m2／g），通常基于 MOF／CP的光催化劑具有非常高的比表面積（約1 000 m2／g）。在365 nm的可見光照射下，KGF-9表觀量子產率為12．4%，在1，3-二甲基苯并咪唑（BIH）為電子供體時，甲酸根（HCOO－）選擇性高于99%。

與其他光催化劑相比，KGF-9更易于合成和應用。由于其表面具有Pb活性位點，KGF-9不需要金屬鈉米顆粒或金屬絡合物等助催化劑。此外，KGF-9也無需在室溫和可見光照射下進行其他合成后的修飾。

該研究團隊將探索新策略以提高KGF-9的比表面積，并進一步提高其性能。該研究可為開發新型廉價的光催化劑提供借鑒。

[中國石化有機原料科技情報中心站供稿]