| 陈敏,吴嗣怡,钟豪杰,胡嘉欢,付永前,孙小龙.基于MOFs的新型催化剂光催化转化CO2制备甲酸[J].分子催化,2025,39(2):120-128 |
| 基于MOFs的新型催化剂光催化转化CO2制备甲酸 |
| Novel Catalyst Based on MOFs for Photocatalytic Conversion of CO2 to Formic Acid |
| 投稿时间：2024-12-10 修订日期：2025-02-11 |
| DOI：10.16084/j.issn1001-3555.2025.02.003 |
| 中文关键词: 光催化 二氧化碳 催化剂 MOFs 甲酸 |
| 英文关键词:photocatalysis carbon dioxide catalyst MOFs formic acid |
| 基金项目:全国大学生创新创业项目(202310350025); 浙江省新苗项目(2024R435A006); 台州市科技计划项目(23gyb07)[National Undergraduate Training Program for Innovation and Entrepreneurship (202310350025); Zhejiang Students' Technology and Innovation Program (2024R435A006); Taizhou Scientific and Technological Project Grant (23gyb07)]. |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 陈敏 | 台州学院 生命科学学院, 浙江 台州 318000
台州学院 台州市生物质功能材料开发与应用重点实验室, 浙江 台州318000 | | | 吴嗣怡 | 台州学院 生命科学学院, 浙江 台州 318000
台州学院 台州市生物质功能材料开发与应用重点实验室, 浙江 台州318000 | | | 钟豪杰 | 台州学院 生命科学学院, 浙江 台州 318000
台州学院 台州市生物质功能材料开发与应用重点实验室, 浙江 台州318000 | | | 胡嘉欢 | 台州学院 台州市生物质功能材料开发与应用重点实验室, 浙江 台州318000 | | | 付永前 | 台州学院 生命科学学院, 浙江 台州 318000
台州学院 台州市生物质功能材料开发与应用重点实验室, 浙江 台州318000 | | | 孙小龙 | 台州学院 生命科学学院, 浙江 台州 318000
台州学院 台州市生物质功能材料开发与应用重点实验室, 浙江 台州318000 | sunxiaolong198901@163.com |
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| 中文摘要: |
| 当今世界, 全球气候变暖、能源短缺等问题都与二氧化碳息息相关. 金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)材料具有高孔隙、大比表面积、丰富的活性位点等结构优势, 在光催化转化CO2过程具有重要优势. 通过金属有机框架制备了一种新型光催化剂(TCPP-C3N4/PEI/Rh@ZIF-8)和酶催化剂(FDH@ZIF-8), 分别负载了Rh配合物偶联到TCPP修饰的g-C3N4光催化剂(TEOA为电子供体)和甲酸脱氢酶(FDH), 利用烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的再生催化转化CO2, 在合成体系中光催化生成969.42 μmol·L-1甲酸. 在游离FDH与未连接PEI的光催化剂对比研究发现FDH@ZIF-8系统中生成的甲酸(969.42 μmol·L-1)略高于游离FDH和未连接PEI的甲酸(934.78 μmol·L-1和793.48 μmol·L-1), 但稳定性与耐受性都有较大提高. 因此, 该工作为探讨开发新型催化剂光催化转化CO2高效合成甲酸提供了思路. |
| 英文摘要: |
| In today’s world, global warming, energy shortage and other problems are closely related to carbon dioxide. Metal-organic frameworks (MOFs) materials have structural advantages such as high porosity, large specific surface area and abundant active sites, and have important advantages in the photocatalytic CO2 conversion process. A new type of photocatalyst (TCPP-C3N4/PEI/Rh@ZIF-8) and enzyme catalyst (FDH@ZIF-8) were prepared by MOFs. The Rh-complex was coupled to TCPP-modified g-C3N4 photocatalyst (TEOA as electron donor) and formate dehydrogenase (FDH), respectively. The CO2 was converted by the regeneration of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), and 969.42 μmol·L-1 formic acid was formed in the synthesis system. In the comparison of photocatalysts with free FDH and unconnected PEI, 969.42 μmol·L-1 formic acid produced in FDH@ZIF-8 system is slightly higher than that produced by free FDH and unconnected PEI (934.78 μmol·L-1 and 793.48 μmol·L-1), but the stability and tolerance are greatly improved. Therefore, this work provides a way to explore the development of new catalysts for photocatalytic conversion of CO2 to efficiently synthesize formic acid. |
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