Un desafío principal en el reciclaje fotoquímico de CO2 y H2O hacia CH3OH radica en la orquestación equilibrada de la entrega de electrones, protones y moléculas de CO2 a los sitios reactivos. Aquí, presentamos una innovadora estrategia de ingeniería de tamaño en marcos metal-orgánicos (MOF) que aborda este desafío mediante la construcción racional de catalizadores PtCu@UiO-66-NH2/CoOx/In2O3 con dimensiones de UiO-66-NH2 controladas con precisión. Las nanopartículas de PtCu se posicionan estratégicamente en el núcleo de nanooctaedros UiO-66-NH2 de captura de luz para catalizar la metanolización de CO2, mientras que CoOx e In2O3 depositados en la superficie exterior de UiO-66-NH2 facilitan la oxidación de H2O y amplifican la curvatura ascendente de banda superficial (SBB), respectivamente. La modulación del tamaño de UiO-66-NH2 permite sintonizar simultáneamente tanto el grado de SBB como la posición de PtCu relativa a la región de carga espacial, regulando así la eficiencia de separación de carga del catalizador y la capacidad de aceptación electrónica de PtCu. Paralelamente, la variación de tamaño ajusta el espaciamiento entre PtCu y CoOx, así como entre PtCu y la superficie exterior de UiO-66-NH2, modulando las distancias de transporte masivo para protones y moléculas de CO2 y su accesibilidad a los sitios PtCu. Aprovechando este efecto multifacético del tamaño, el catalizador cuaternario con una longitud de arista moderada de UiO-66-NH2 de 87 nm logra un equilibrio óptimo en el suministro de electrones, protones y CO2, entregando un rendimiento máximo de CH3OH de 562.8 μmol gcat–1 h–1 con una selectividad del 93.3%. Esta estrategia de ingeniería del tamaño del MOF establece un paradigma poderoso para el desarrollo de sistemas fotosintéticos artificiales eficientes mediante la manipulación sinérgica de SBB y el espaciamiento de sitios redox.
Yang et al. (Mon,) estudiaron esta cuestión.