近日，來自西安建筑科技大學修復生態(tài)學團隊的王彤彤助理教授等人在Frontiers of Environmental Science & Engineering期刊第18卷第12期上發(fā)表了題為“Advances in bimetallic metal organic frameworks (BMOFs) based photocatalytic materials for energy production and waste water treatment”的綜述論文。

本文綜述了雙金屬金屬有機框架(BMOFs)在光催化領域的最新進展，探討了BMOFs的結構、光學特性、合成策略以及與其他材料形成異質結的優(yōu)勢；并分析了其在光催化有機污染物降解、氫氣和二氧化碳還原等方面的應用。此外，文章還討論了BMOFs在光催化應用中面臨的挑戰(zhàn)和未來研究方向。

BMOFs由兩種或多種金屬離子與有機配體通過自組裝形成，具有高度的結構可調性和功能化潛力。這種結構特性使得BMOFs能夠容納各種客體分子和底物，從而在光催化反應中表現出優(yōu)異的性能。此外，BMOFs在調節(jié)金屬離子形狀、配置和配體協調環(huán)境方面的獨特優(yōu)勢，這些優(yōu)勢為優(yōu)化光催化性能提供了更多可能性。

圖1 BMOFs與其他光催化劑相比的優(yōu)勢

在能源生產方面，BMOFs作為光催化劑能夠高效地將光能轉化為化學能。例如BMOFs在光解水產氫方面展現的優(yōu)異性能，通過摻雜、修飾等手段可進一步提高其光催化效率的研究進展。在水處理領域，BMOFs展現出了對有機污染物和重金屬離子的高效去除能力。通過吸附、降解等機制，BMOFs能夠有效地凈化水質，為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。文章還介紹了利用BMOFs進行光芬頓氧化、降解鹽酸四環(huán)素等污染物的具體應用場景，展示了BMOFs在環(huán)境污染物處理方面的廣泛應用前景。

此外，文章從理論層面對BMOFs的光催化機制進行了深入剖析。通過計算和分析電子結構、能帶位置等關鍵參數，揭示了BMOFs在光催化過程中的電荷分離、遷移和復合等關鍵步驟的機理。這些理論成果不僅為優(yōu)化BMOFs的光催化性能提供了指導，也為后續(xù)的研究工作提供了重要的理論基礎。

盡管BMOFs在光催化方面已經取得了一定的成果，但仍存在許多問題和挑戰(zhàn)。例如，如何進一步提高BMOFs的穩(wěn)定性和再生能力、如何優(yōu)化其光吸收和電荷傳輸性能等。因此，持續(xù)的研究和創(chuàng)新思維對于推動BMOFs在光催化領域的應用和發(fā)展至關重要。

來源: Engineering前沿