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赵英杰、李志波教授团队在共轭多孔材料催化二氧化碳还原领域取得重要进展

当前,能源危机以及二氧化碳过度排放引发的气候问题已经成为人类可持续发展亟须解决的两大重要问题。因此,将二氧化碳转变为高附加值的化学燃料逐渐成为当下的研究热点。其中,人工光合作用由于其清洁和节能的特点被认为是最为理想的转变方法。然而由于二氧化碳到甲醇的转变是一种六电子还原过程,多数光催化剂很难实现高效的选择性还原,往往会有副产物产生。而将高活性的光催化剂与酶结合则使得光催化二氧化碳高效和高选择性转变为甲醇成为可能。

此前,李志波教授和赵英杰教授团队在研究全共轭共价有机框架材料时发现三嗪单元的引入能够赋予材料较高的光催化活性,这类材料在光催化NADH再生方面往往具有优异表现(Journal of the American Chemical Society, 2020, 142, 5958-5963)。最近,团队与高性能聚合物研究院丁乃秀教授、材料学院刘健教授合作,通过无催化剂添加的方法制备了噻唑并噻唑类共轭多孔聚合物TZTZ-TA和TZTZ-TP。其中,含三嗪结构单元的TZTZ-TA催化 NADH再生效率5分钟内即可达到82%。将TZTZ-TA与酶结合后能够实现二氧化碳到甲醇的高效和高选择性转变,甲醇浓度5分钟即可达到163.1 μM。该研究成果已经发表在一区期刊ACS Applied Materials & Interfaces上,题目为“Construction of Thiazolo[5,4-d]thiazole-based Two-Dimensional Network for Efficient Photocatalytic CO2 Reduction”,第一作者为王元成博士和博士生刘辉。

文章链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c12173

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