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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(英文)

陈飞飞  陈建丰  冯亚南  李凌云  于岩  
【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°C)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CoOx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2.01×10~4μmol 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.

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