Het gebruik van covalente organische raamwerken (COF's) als heterogene katalysatoren voor fotokatalytische CO ₂ reductie heeft veel aandacht getrokken vanwege hun goed gedefinieerde structuur, grote oppervlakte en structurele modulariteit.

Echter, de meeste op COF's gebaseerde katalytische systemen vereisen de aanwezigheid van metaalcoördinatie-eenheden als katalytische actieve plaatsen. De toegankelijkheid van metaalbevattende bouwstenen en kristallijne problemen hebben het aantal op COF's gebaseerde katalytische systemen sterk beperkt.

In een studie gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen , een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Wang Ruihu van het Fujian Institute of Research on the Structure of Matter (FJIRSM) van de Chinese Academie van Wetenschappen presenteerde de eerste demonstratie van COF's die op metalloporfyrine gebaseerde koolstofstippen hosten (M-PCD@TD-COF, M =Ni, Co en Fe) voor selectieve CO ₂ fotoreductie.

De onderzoekers ontwikkelden een eenvoudig maar effectief protocol voor een rationeel ontwerp van op COF's gebaseerde fotokatalytische systemen. Deze materialen worden gemakkelijk vervaardigd door gemakkelijke adsorptie van moleculaire katalysatoren door COF's en daaropvolgende pyrolyse.

De methode lost effectief problemen van COF's op in termen van kristallijne problemen en de beperkte metaalbevattende bouwstenen, die het aantal op COF's gebaseerde katalytische materialen verrijkt.

Het belang van dit protocol werd benadrukt door de verhoogde activiteit van CO ₂ -naar-CO conversie, selectiviteit over H2-generatie en duurzaamheid van katalysatoren.

COF's zorgen voor een geschikte omgeving voor CO ₂ adsorptie en activering op de actieve plaatsen van metalloporfyrine, waardoor efficiënte CO . mogelijk is ₂ -naar-CO conversie van zowel pure CO ₂ en het gesimuleerde rookgas. De fotokatalytische prestaties overtreffen die in moleculaire analogen, waarmee het in de eerste klasse staat van de gerapporteerde door zichtbaar licht aangedreven fotokatalytische systemen.

De methode voor fotokatalytische CO ₂ reductie geeft richting aan de ontwikkeling van fotokatalytische materialen. Het protocol voor de integratie van COF's en koolstofpunten lost niet alleen problemen op in op COF's gebaseerde fotokatalytische systemen, maar kan ook worden uitgebreid tot een breed scala aan materialen, bestaande uit verschillende COF's en gastkatalysatormaterialen voor zonne-energieconversie en andere toepassingen.

Deze studie opent een nieuwe weg om efficiëntere op COF's gebaseerde heterogene katalysatoren voor fotokatalytische CO . te ontwikkelen ₂ vermindering.