水热法制备Cd/Zr-MOF材料用于光催化固氮
Hydrothermal Preparation of Cd/Zr-MOF Materials for Photocatalytic Nitrogen Fixation
DOI: 10.12677/ms.2025.153046, PDF,    科研立项经费支持
作者: 陈江海, 孙银霞*:兰州交通大学化学化工学院,甘肃 兰州
关键词: 光催化金属有机框架Photocatalysis Metal-Organic Frameworks Ammonia
摘要: 光催化氮固定技术以其环保、高效节能以及对环境无害的特点脱颖而出。本研究采用4,4'-偶氮苯二羧酸作为配体,通过水热法成功合成了Cd/Zr双金属有机框架(MOFs)复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱分析、光电流响应测试以及电化学阻抗谱等手段,对所制备的双金属MOFs材料的微观结构和化学组成进行了全面表征。研究结果表明,与纯Cd-MOF相比,Cd/Zr-MOF在光催化氮气还原反应中展现出更高的活性。其原因在于Cd/Zr-MOF能够有效促进光生电子–空穴对的分离,并加速界面处光生电子的转移效率。这一发现为设计高效的MOFs光催化剂提供了重要的参考,有助于提升氮气还原过程中的光催化性能。
Abstract: Photocatalytic nitrogen immobilization technology stands out for its environmentally friendly, energy efficient and environmentally benign features. In this study, Cd/Zr bimetallic organic frameworks (MOFs) composites were successfully synthesized by hydrothermal method using 4,4'-azobenzene dicarboxylic acid as a ligand. The microstructures and chemical compositions of the prepared bimetallic MOFs materials were comprehensively characterized using scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction spectroscopy analysis, photocurrent response testing, and electrochemical impedance spectroscopy. The results show that Cd/Zr-MOF exhibits higher activity in the photocatalytic nitrogen reduction reaction compared with pure Cd-MOF. The reason is that Cd/Zr-MOF can effectively promote the separation of photogenerated electron-hole pairs and accelerate the transfer efficiency of photogenerated electrons at the interface. This finding provides an important reference for the design of efficient MOFs photocatalysts, which can help to enhance the photocatalytic performance in the nitrogen reduction process.
文章引用:陈江海, 孙银霞. 水热法制备Cd/Zr-MOF材料用于光催化固氮[J]. 材料科学, 2025, 15(3): 403-409. https://doi.org/10.12677/ms.2025.153046

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