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CO2-Induced 2D Ni-BDC Metal–Organic Frameworks with Enhanced Photocatalytic CO2 Reduction Activity
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-06-14 , DOI: 10.1002/admi.202100205 Hongwei Chang 1 , Yannan Zhou 1 , Suoying Zhang 2 , Xiaoli Zheng 1 , Qun Xu 1, 3
Advanced Materials Interfaces ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-06-14 , DOI: 10.1002/admi.202100205 Hongwei Chang 1 , Yannan Zhou 1 , Suoying Zhang 2 , Xiaoli Zheng 1 , Qun Xu 1, 3
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The rational design of 2D metal–organic framework (MOF) nanosheets with high active exposed surfaces and ultrathin thickness is a critical issue for CO2 reduction. How to fabricate 2D MOFs and simultaneously fulfill the strong adsorption and activation of CO2 molecules is a great challenge. Here, it is reported that CO2 molecules can help to fabricate single-layer [Ni3(OH)2(1,4-BDC)2-(H2O)4]·2H2O, BDC = 1,4-benzenedicarboxylate, (Ni-BDC) MOF nanosheets with large sizes and uniform thickness by exchanging with the coordinated H2O molecules at Ni sites and further orientated chemically adsorption on it. CO2 molecules can not only help break the interlayer hydrogen bond of bulk materials realizing the successful transformation from 3D to 2D, but also contribute to expose the (200) planes with highly active in photocatalytic CO2-to-CO conversion, and a high production rate of 104 mmol g−1 h−1 and a high Faraday efficiency of 96.8% can be obtained. This strategy provides a novel prototypical model based on the strong interaction between metal active centers and reactive molecules to obtain 2D MOFs with high quality and activity.
中文翻译：
CO2 诱导的二维 Ni-BDC 金属-有机骨架具有增强的光催化 CO2 还原活性
具有高活性暴露表面和超薄厚度的二维金属有机骨架（MOF）纳米片的合理设计是 CO 2还原的关键问题。如何在制备二维 MOF 的同时实现对 CO 2分子的强吸附和活化是一个巨大的挑战。据报道，CO 2分子可以帮助制造单层[Ni 3 (OH) 2 (1,4-BDC) 2 -(H 2 O) 4 ]·2H 2 O，BDC = 1,4-通过与配位的 H 2交换，苯二羧酸盐，(Ni-BDC) MOF 纳米片具有大尺寸和均匀厚度O 分子在 Ni 位点并进一步定向化学吸附在其上。CO 2分子不仅可以帮助打破块体材料的层间氢键，实现从 3D 到 2D 的成功转变，而且有助于暴露在光催化 CO 2到 CO 转化中具有高活性的（200）平面，以及高可以获得104 mmol g -1 h -1 的生产率和96.8%的高法拉第效率。该策略提供了一种基于金属活性中心和反应分子之间强相互作用的新型原型模型，以获得高质量和活性的二维 MOF。
更新日期：2021-07-09
中文翻译：
CO2 诱导的二维 Ni-BDC 金属-有机骨架具有增强的光催化 CO2 还原活性
具有高活性暴露表面和超薄厚度的二维金属有机骨架（MOF）纳米片的合理设计是 CO 2还原的关键问题。如何在制备二维 MOF 的同时实现对 CO 2分子的强吸附和活化是一个巨大的挑战。据报道，CO 2分子可以帮助制造单层[Ni 3 (OH) 2 (1,4-BDC) 2 -(H 2 O) 4 ]·2H 2 O，BDC = 1,4-通过与配位的 H 2交换，苯二羧酸盐，(Ni-BDC) MOF 纳米片具有大尺寸和均匀厚度O 分子在 Ni 位点并进一步定向化学吸附在其上。CO 2分子不仅可以帮助打破块体材料的层间氢键，实现从 3D 到 2D 的成功转变，而且有助于暴露在光催化 CO 2到 CO 转化中具有高活性的（200）平面，以及高可以获得104 mmol g -1 h -1 的生产率和96.8%的高法拉第效率。该策略提供了一种基于金属活性中心和反应分子之间强相互作用的新型原型模型，以获得高质量和活性的二维 MOF。
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