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全人工光合成（overall artificial photosynthesis）是具有前景的太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)CO₂循環(huán)技術(shù)，其需要光催化劑能夠高效率吸收光能并且具有分離的活性位點(diǎn)，用于與H₂O氧化進(jìn)行耦合。

有鑒于此，華中科技大學(xué)王靖宇教授等報(bào)道In基MOF異質(zhì)結(jié)，In-TCPP納米片，將In-NH₂-MIL-68（M68N）封裝在In-TCPP內(nèi)，構(gòu)筑核殼MOF異質(zhì)結(jié)光催化劑用于人工光合成。

本文要點(diǎn)：

（1）

通過簡(jiǎn)單的一鍋合成方法，使用兩種有機(jī)配體在節(jié)點(diǎn)上競(jìng)爭(zhēng)成核和生長(zhǎng)。構(gòu)筑的核@殼結(jié)構(gòu)MOF具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，能夠作為異質(zhì)結(jié)促進(jìn)光生電荷的高效電荷轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)全光催化合成。

（2）

MOF異質(zhì)結(jié)之中的In-TCPP殼結(jié)構(gòu)能夠改善CO₂吸附，改善可見光吸附，增強(qiáng)光催化還原CO₂性能。同時(shí)，M68N核的In-O位點(diǎn)能夠高效率催化H₂O氧化，因此在聚焦太陽(yáng)能光催化反應(yīng)中，實(shí)現(xiàn)了高HCOOH產(chǎn)率（397.5 μmol g^-1 h^-1）和H₂O₂高產(chǎn)率（321.2 μmol g^-1 h^-1）。

異質(zhì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)異全光合成性能以及直接方便的合成使得其具有利用太陽(yáng)能消除碳排放和制備高附加值化學(xué)品的前景。

參考文獻(xiàn)

Cai, Z., Liu, H., Dai, J. et al. Sunlight-driven simultaneous CO₂ reduction and water oxidation using indium-organic framework heterostructures. Nat Commun 16, 2601 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-57742-5

https://www.nature.com/articles/s41467-025-57742-5