La sempre crescente carenza energetica globale e il peggioramento dell'ambiente richiedono urgentemente la sostituzione dell'energia convenzionale basata sui fossili con energia verde e sostenibile.
Essendo una delle fonti di energia rinnovabile, l’energia solare è pulita e abbondante e può essere un’opzione soddisfacente. La fotocatalisi è una tecnologia molto promettente che trasforma efficacemente l’energia solare in energia chimica. Questa tecnologia ha numerose applicazioni, come la scissione dell'acqua, la CO2 riduzione, sintesi organica e degradazione degli inquinanti.
Sebbene i semiconduttori inorganici siano i fotocatalizzatori iniziali e più ampiamente studiati, le strutture metallo-organiche (MOF), una classe di materiale cristallino poroso costruito da ioni/cluster metallici interconnessi con ligandi organici multi-dentati, stanno recentemente emergendo come un nuovo tipo promettente di fotocatalizzatori. fotocatalizzatori.
La composizione e la struttura facilmente regolabili dei MOF grazie alla loro elevata inclusività strutturale consente ai MOF di essere un sistema modello ideale per esplorare la relazione composizione-struttura-attività in un sistema fotocatalitico basato su MOF, che può fornire una guida per la progettazione e lo sviluppo razionale di fotocatalizzatori a livello atomico.
Negli ultimi dieci anni sono già state pubblicate numerose revisioni eccellenti sulla fotocatalisi basata su MOF. Tuttavia, la maggior parte di essi si concentra su diversi materiali fotocatalitici e sulle reazioni a cui possono essere applicati.
Considerando che la fotocatalisi basata su MOF è cresciuta rapidamente negli ultimi anni, il riepilogo delle varie strategie per migliorare le prestazioni dei materiali fotocatalitici basati su MOF è indispensabile per il futuro sviluppo di fotocatalizzatori basati su MOF altamente efficienti.
Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Zhaohui Li e dal Prof. Ling Wu dell’Università di Fuzhou, Cina, ha riassunto le strategie già riportate in letteratura per migliorare le prestazioni dei materiali fotocatalitici basati su MOF. In questa recensione sono state riassunte quattro strategie di ingegneria strutturale per migliorare l'efficienza della fotocatalisi basata su MOF.
Queste strategie includono il drogaggio dei metalli, la funzionalizzazione dei ligandi, la fabbricazione di MOF 2D ultrasottili e l'ingegneria dei difetti. Questi metodi mirano a migliorare l'assorbimento della luce, migliorare la separazione e il trasporto della carica e creare più siti attivi catalitici. Sono state affrontate opinioni personali sulle opportunità, sulle sfide e sulle tendenze di sviluppo della fotocatalisi basata su MOF.
Questa revisione mira a fornire una guida per lo sviluppo razionale di fotocatalizzatori avanzati basati su MOF chiarendo la relazione intrinseca tra le loro proprietà strutturali e l'attività catalitica. La recensione è stata pubblicata sul Chinese Journal of Catalysis .
Ulteriori informazioni: Cheng Liu et al, Strategie per progettare strutture metallo-organiche per una fotocatalisi efficiente, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64556-5
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
