為了設(shè)計(jì)高效穩(wěn)定的CO2還原光催化材料，將一種選擇性的無(wú)貴金屬分子催化劑與碳基吸光材料進(jìn)行雜化，是最近出現(xiàn)的一種富有成效的方法。在這項(xiàng)工作中，報(bào)道了鈷四吡啶配合物共價(jià)連接到石墨烯表面（羧酸基團(tuán)功能化的石墨烯）。通過(guò)x射線光電發(fā)射光譜、x射線吸收光譜、紅外光譜、拉曼光譜、高分辨透射電鏡等手段對(duì)納米材料進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，納米材料在乙腈溶液中具有很強(qiáng)的可見(jiàn)光催化轉(zhuǎn)化活性。極佳的穩(wěn)定性(超過(guò)200小時(shí)的輻照),并且高的CO2選擇性 (>97%)。最重要的是，通過(guò)調(diào)整實(shí)驗(yàn)條件可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物選擇性控制：以弱酸(苯酚或三氟乙醇)為共底物時(shí)，只能得到CO，而在乙腈和三乙醇胺的混合溶液中只能得到甲酸酯。
Figure 1. 對(duì)于GA, Coqpy@GA和Coqpy樣品，(a) C 1s， (b) N 1s和(C) Cl 2p XPS譜。Coqpy@GA和Coqpy樣品在Co K邊的(d) XANES和(e)的FT-EXAFS光譜。(f) Coqpy@GA的可能結(jié)構(gòu)。
Figure 2. (a) Coqpy@GA的HR-TEM顯微圖(插圖為FFT)。(b)樣品的EDXS數(shù)據(jù)，其中碳、氮、氧和鈷被觀察到，而氯不存在(Si和K被發(fā)現(xiàn)為雜質(zhì)，Cu來(lái)自TEM網(wǎng)格)。(c) 樣品的薄片區(qū)域的原子尺度的HAADF-STEM圖像，其中單個(gè)Co原子(可能是氧原子)被觀察為亮點(diǎn)(箭頭表示Co原子可能的位置)。(d)存在C K-、N K-、O K-和Co L邊的EELS譜。
Figure 3. 在0.05 M BIH為犧牲劑和0.1 M PhOH為弱酸性共底物的情況下，CO2飽和的ACN懸浮液中， Coqpy@GA隨時(shí)間產(chǎn)生CO和H2，涉及到TON(黑色)和選擇性(藍(lán)色)。
Figure 4．在可見(jiàn)光照射下分別在(a) ACN + 0.1 M PhOH和(b) ACN + 1.51 M TEOA中Coqpy@GA雜化物連續(xù)循環(huán)催化CO2還原。
該研究工作由巴黎大學(xué) Marc Robert和意大利帕多瓦大學(xué)于2021年發(fā)表J. Am. Chem. Soc.期刊上。原文：Hybridization of Molecular and Graphene Materials for CO2 Photocatalytic Reduction with Selectivity Control。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)
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