Heterometallic and Hydrophobic Metal–Organic Frameworks as Durable Photocatalysts for Boosting Hydrogen Peroxide Production in a Two-Phase System

过氧化氢 光催化 苯甲醇 化学 无机化学 光化学 苯甲醛 金属有机骨架 水溶液中的金属离子 制氢 催化作用 材料科学 化学工程 金属 有机化学 吸附 工程类
作者
Xiaolang Chen,Yasutaka Kuwahara,Kohsuke Mori,Catherine Louis,Hiromi Yamashita
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:4 (5): 4823-4830 被引量:50
标识
DOI:10.1021/acsaem.1c00371
摘要

Reductive production of hydrogen peroxide (H2O2) from dioxygen (O2) coupled with the oxidative synthesis of value-added products using hydrophobic metal–organic frameworks (MOFs) is very important for energy production. Herein, a hydrophobic iron-doped zirconium-based MOF (OPA/Fe-Zr-MOF), in which Zr clusters are modified by octadecylphosphonic acid (OPA), is prepared and used for photocatalytic H2O2 production in a two-phase system composed of water and benzyl alcohol (BA). It allows the formation of H2O2 in the water phase and the oxidation product of BA, benzaldehyde, in the BA phase. The hydrophobic OPA/Fe-Zr-MOF exhibited a high H2O2 production rate of 13.1 mmol L–1·h–1 under visible-light irradiation (λ > 420 nm), while the pristine Zr-MOF did not show any activity. Such high activity is attributed to the Fe3+-doping and the unique hydrophobicity of OPA/Fe-Zr-MOF. The doped Fe3+ ions conferred Zr-MOF with visible-light absorption and acted as an electron donor for O2 reduction to H2O2. The unique hydrophobicity, as evidenced by a water contact angle of 109°, enabled the spatial separation of OPA/Fe-Zr-MOF in the BA and H2O2 in the water phase, which inhibited the Fenton-like reaction induced by Fe3+ ions. Thus, H2O2 was not easily decomposed. This research enriches the application of hydrophobic MOFs for the solar-to-chemical energy conversion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
huahua完成签到,获得积分10
刚刚
英俊的铭应助dry采纳,获得10
1秒前
小橘完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
琥1完成签到,获得积分10
2秒前
maguodrgon发布了新的文献求助10
3秒前
虚幻的亦旋完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
Babytucky发布了新的文献求助10
6秒前
柴鱼完成签到,获得积分10
8秒前
零琳完成签到 ,获得积分20
9秒前
雪王完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
NexusExplorer应助炫彩小陈采纳,获得10
10秒前
13秒前
顾矜应助mds采纳,获得10
15秒前
16秒前
kaier完成签到 ,获得积分0
17秒前
17秒前
18秒前
19秒前
zhuwei完成签到,获得积分10
20秒前
希音发布了新的文献求助10
20秒前
huahua发布了新的文献求助10
21秒前
小鹿呀完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
crescent发布了新的文献求助20
23秒前
24秒前
Babytucky完成签到,获得积分20
24秒前
卜念发布了新的文献求助10
24秒前
正版DY完成签到,获得积分10
25秒前
25秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
25秒前
终归发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
26秒前
小二郎应助整齐的尔阳采纳,获得10
27秒前
28秒前
高分求助中
Comprehensive Toxicology Fourth Edition 24000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
World Nuclear Fuel Report: Global Scenarios for Demand and Supply Availability 2025-2040 800
Handbook of Social and Emotional Learning 800
Risankizumab Versus Ustekinumab For Patients with Moderate to Severe Crohn's Disease: Results from the Phase 3B SEQUENCE Study 600
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5142180
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4340425
关于积分的说明 13517521
捐赠科研通 4180348
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2292405
邀请新用户注册赠送积分活动 1293003
关于科研通互助平台的介绍 1235514