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Enhanced Photocatalytic CO2 Reduction over TiO2 Using Metalloporphyrin as the Cocatalyst

光催化 卟啉 吸附 光化学 金属 材料科学 催化作用 化学 分子 二氧化碳 无机化学 有机化学
作者
Ziyi Wang,Wei Zhou,Xin Wang,Xue Liang Zhang,Huayu Chen,Huilin Hu,Lequan Liu,Jinhua Ye,Defa Wang
出处
期刊:Catalysts [MDPI AG]
卷期号:10 (6): 654-654 被引量:34
标识
DOI:10.3390/catal10060654
摘要

The photocatalytic reduction of carbon dioxide (CO2) into CO and hydrocarbon fuels has been considered as an ideal green technology for solar-to-chemical energy conversion. The separation/transport of photoinduced charge carriers and adsorption/activation of CO2 molecules play crucial roles in photocatalytic activity. Herein, tetrakis (4-carboxyphenyl) porphyrin (H2TCPP) was incorporated with different metal atoms in the center of a conjugate macrocycle, forming the metalloporphyrins TCPP-M (M = Co, Ni, Cu). The as-obtained metalloporphyrin was loaded as a cocatalyst on commercial titania (P25) to form TCPP-M@P25 (M = Co, Ni, Cu) for enhanced CO2 photoreduction. Among all of the TCPP-M@P25 (M = Co, Ni, Cu), TCPP-Cu@P25 exhibited the highest evolution rates of CO (13.6 μmol⋅g−1⋅h−1) and CH4 (1.0 μmol⋅g−1⋅h−1), which were 35.8 times and 97.0 times those of bare P25, respectively. The enhanced photocatalytic activity could be attributed to the improved photogenerated electron-hole separation efficiency, as well as the increased adsorption/activation sites provided by the metal centers in TCPP-M (M = Co, Ni, Cu). Our study indicates that metalloporphyrin could be used as a high-efficiency cocatalyst to enhance CO2 photoreduction activity.
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