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Versatile functions of Ni-doped Zn2SnO4 integrated with zinc-based MOFs: Unveiling enhanced paths for efficient CO2 reduction
Journal of Alloys and Compounds ( IF 5.8 ) Pub Date : 2024-09-04 , DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.176347 Yanlong Yu , Chao Meng , Zhu Ding , Dekun Shi , Ziying Li , Sai Yan
Journal of Alloys and Compounds ( IF 5.8 ) Pub Date : 2024-09-04 , DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.176347 Yanlong Yu , Chao Meng , Zhu Ding , Dekun Shi , Ziying Li , Sai Yan
The photoreduction of CO2 into valuable fuels via semiconductor photocatalysis represents an efficient approach to solve the global warming and energy crisis. The fabrication of MOF/semiconductor nanocomposites is beneficial for the development of high-efficiency photocatalysts for CO₂ reduction. Herein, we composited the Ni-doped Zn2 SnO4 (NZSO) with two different Zinc based MOF materials (MOF-74 and ZIF-8) to construct high efficiency photocatalysts (NZSO/MOF-74 and NZSO/ZIF-8). Both the NZSO/MOF-74 and NZSO/ZIF-8 photocatalysts exhibit outstanding photocatalytic performance on CO2 reduction into CH4 and CO. The NZSO/ZIF-8 and NZSO/MOF-74 composites yield 0.099 μmol of CH4 , 0.24 μmol of CO and 0.089 μmol of CH4 , 0.18 μmol of CO, which is much better than that for NZSO (0.068 μmol of CH4 , 0.15 μmol of CO). Two different photocatalytic mechanism for NZSO/MOF-74 and NZSO/ZIF-8 photocatalysts the are also proposed. The incorporation of MOF-74 with NZSO broadens the visible absorption and enhances charge carrier separation. The incorporation of ZIF-8 promotes the electrons’ migration and further enhanced the photocatalytic performance. This work provides a promising pathway for constructing high-performance MOFs based materials towards efficient CO2 reduction by photocatalysis.
中文翻译:
镍掺杂 Zn2SnO4 与锌基 MOF 集成的多功能功能:揭示有效减少二氧化碳排放的增强途径
通过半导体光催化将二氧化碳光还原为有价值的燃料是解决全球变暖和能源危机的有效方法。 MOF/半导体纳米复合材料的制备有利于开发高效二氧化碳减排光催化剂。在此,我们将 Ni 掺杂 Zn2SnO4 (NZSO) 与两种不同的锌基 MOF 材料(MOF-74 和 ZIF-8)复合,构建高效光催化剂(NZSO/MOF-74 和 NZSO/ZIF-8)。 NZSO/MOF-74 和 NZSO/ZIF-8 光催化剂在将 CO2 还原为 CH4 和 CO 方面均表现出出色的光催化性能。NZSO/ZIF-8 和 NZSO/MOF-74 复合材料产生 0.099 μmol CH4、0.24 μmol CO 和0.089 μmol CH4,0.18 μmol CO,比 NZSO(0.068 μmol CH4,0.15 μmol CO)好得多。还提出了 NZSO/MOF-74 和 NZSO/ZIF-8 光催化剂的两种不同的光催化机理。 MOF-74 与 NZSO 的结合拓宽了可见光吸收并增强了载流子分离。 ZIF-8的掺入促进了电子迁移并进一步增强了光催化性能。这项工作为构建高性能 MOF 材料提供了一条有前途的途径,以通过光催化有效减少二氧化碳。
更新日期:2024-09-04
中文翻译:
镍掺杂 Zn2SnO4 与锌基 MOF 集成的多功能功能:揭示有效减少二氧化碳排放的增强途径
通过半导体光催化将二氧化碳光还原为有价值的燃料是解决全球变暖和能源危机的有效方法。 MOF/半导体纳米复合材料的制备有利于开发高效二氧化碳减排光催化剂。在此,我们将 Ni 掺杂 Zn2SnO4 (NZSO) 与两种不同的锌基 MOF 材料(MOF-74 和 ZIF-8)复合,构建高效光催化剂(NZSO/MOF-74 和 NZSO/ZIF-8)。 NZSO/MOF-74 和 NZSO/ZIF-8 光催化剂在将 CO2 还原为 CH4 和 CO 方面均表现出出色的光催化性能。NZSO/ZIF-8 和 NZSO/MOF-74 复合材料产生 0.099 μmol CH4、0.24 μmol CO 和0.089 μmol CH4,0.18 μmol CO,比 NZSO(0.068 μmol CH4,0.15 μmol CO)好得多。还提出了 NZSO/MOF-74 和 NZSO/ZIF-8 光催化剂的两种不同的光催化机理。 MOF-74 与 NZSO 的结合拓宽了可见光吸收并增强了载流子分离。 ZIF-8的掺入促进了电子迁移并进一步增强了光催化性能。这项工作为构建高性能 MOF 材料提供了一条有前途的途径,以通过光催化有效减少二氧化碳。