贾宏鹏Appl. Catal. B.：MOF衍生的缺陷Ni/TiO2上红外光驱动光热CO2的高效还原

人类活动大量消耗不可再生的化石燃料，不仅会产生大量的二氧化碳(CO₂)，造成温室效应，还会导致能源短缺。最近，光热催化由于其高催化效率和太阳能的广泛利用而成为提高CO₂转化的太阳能到燃料效率的有前途的方法。其中，红外(IR)光作为一种可再生太阳能能够用于光热CO₂甲烷化。

基于此，中国科学院城市环境研究所贾宏鹏团队通过基于Ti的MOF(MIL-125(Ti))作为模板来负载Ni纳米粒子(NPs)，设计了一系列xNi/TiO₂催化剂，以实现红外光驱动光热CO₂ 的高效还原。

8Ni/TiO₂在1530 mw cm^-2的红外光下表现出463.9 mmol g_Ni^-1 h^-1的最大CH₄生产速率和约100%的CH₄选择性。8Ni/TiO₂具有均匀分布的小尺寸Ni NPs，这导致良好的CO₂和H₂吸附和活化能力，强大的红外光吸收和高效的光热转换能力。

8Ni/TiO₂上的红外光加速CO₂甲烷化与光驱动热催化有关。与通过诱导电子跃迁影响催化活性的UV-vis或全光谱光相比，IR 作为提供热能和促进高效光热CO₂甲烷化的最佳光源，并且CH₄的产率和选择性高于8Ni/TiO₂。

此外，Ni物种和TiO₂之间的强相互作用促进了Ti³⁺和OVs在8Ni/TiO₂上的形成，这说明了CH₄的高选择性。通过原位DRIFTS揭示了8Ni/TiO₂和8Ni/P25上的CO和CH₄形成途径。

因此，这项工作提出了一种潜在的替代策略，通过红外光光热催化代替传统的加热模式，有效减少CO₂并利用可再生太阳能。

Efficient Infrared-Light-Driven Photothermal CO₂ Reduction Over MOF-Derived Defective Ni/TiO₂. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120905