调控ZIF-67衍生N-C/Co复合催化剂中的金属性Co^(0)实现高效光催化CO_(2)还原

作     者：陈飞飞 陈建丰 冯亚南 李凌云 于岩 Fei-Fei Chen;Jianfeng Chen;Ya-Nan Feng;Lingyun Li;Yan Yu

作者机构：Key Laboratory of Advanced Materials TechnologiesCollege of Materials Science and EngineeringFuzhou UniversityFuzhou 350108China 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学（材料科学（英文版）)

年 卷 期：2022年第65卷第2期

页      面：413-421页

核心收录：

学科分类：07[理学] 081705[工学-工业催化] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：financially supported by the National Key Research and Development Program of China(2020YFA0710303) the National Natural Science Foundation of China(51972061,U1905215 and 52072076)。 

主　　题：金属性 复合催化剂 还原性能 表面氧化物 光催化 N掺杂 电荷分离 热解温度 

摘      要：本文报道了由ZIF-67衍生而来的N掺杂C层包裹Co纳米颗粒(NC/Co)复合催化剂及其高效光催化CO_(2)还原性能.研究发现热解温度对N-C/Co复合催化剂的晶粒尺寸和金属性Co^(0)含量的调控具有关键作用,并在此基础上优化了催化剂的光催化活性.在较低热解温度(600℃)下获得的Co纳米颗粒尺寸较小,能够被N-C层良好保护,从而有效抑制表面氧化,使得N-C/Co-600样品中具有更高含量的金属性Co^(0).相反,NC/Co-700和N-C/Co-800样品中的表面氧化物CoO_(x)覆盖了内部Co核,不利于电荷分离和迁移.因此,N-C/Co-600样品表现出最佳的光催化活性.CO和H_(2)的产率分别高达1.62×10^(4)和2.01×10^(4)μmol g^(−1)h^(−1).另外,Co纳米颗粒使得复合催化剂具有磁性,能够在外加磁场辅助下,快速、简易地分离回收.本工作有望为MOF衍生碳/金属复合催化剂的设计提供参考依据.