向全军Angew.: 高应变Bi-MOF调控中间吸附/解吸能力，实现稳健的CO2光还原

太阳能驱动CO₂还原产生高附加值的燃料或化学品，被认为是改善全球变暖问题一种可持续的方法。CO₂光还原反应的过程包括太阳光的捕获和光激发、电荷的传输和分离、CO₂的吸收和活化以及目标中间体解吸过程。与木桶效应相似，由于CO₂分子化学惰性和热稳定性，光催化整体效率取决于缓慢动力学过程。因此，开发具有有效的CO₂吸附和光活化或加速目标中间体热和动力学的光催化剂具有重要意义。

近日，电子科技大学向全军课题组以典型的BiOBr光催化剂为载体和Bi源，原位生成铋基金属-有机框架(Bi-MOF)，并通过简便的水热方法设计出高位点特异性压缩应变，然后进行光照射。通过HRTEM和几何相位分析以及原位拉曼表征，在表面Bi-MOF上成功诱导了高达7.85%的巨大压缩应变，这在很大程度上降低了Bi节点的p带中心，增强了其不饱和状态。

因此，在没有任何牺牲剂或共催化剂帮助的情况下，高应变杂化物可在4小时内CO产率达到87.83 μmol g^-1，CO₂对CO的选择性为93%。

除此之外，通过对吉布斯自由能变化、p-p(Bi 6p和CO₂/CO 2p)轨道杂化和COHP分析的深入研究，以吸附过程为例，在无应变和应变模型下，CO₂ 2p的1π和7σ前沿分子轨道沿费米能级下移，表明CO₂的快速吸附；同时，应变工程进一步诱导了1π附近新的非简并轨道重叠，增强了7σ轨道的重叠，刺激了被吸收的CO₂分子的快速激活。

本研究深入研究了应变对多电子CO₂光转换系统动力学优化和催化机理的影响，显示出应变工程在能量相关领域的巨大应用潜力。

Highly Strained Bi-MOF on Bismuth Oxyhalide Support with Tailored Intermediate Adsorption/Desorption Capability for Robust CO₂ Photoreduction. Angewandte Chemie International Edition, 2022. DOI: 10.1002/anie.202208414

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