Catálisis sinérgica por átomos únicos de Cu y nanopartículas de Au dopadas con Cu a nivel atómico en un marco metalorgánico para la reducción fotocatalítica de CO2 a C2H6

La reducción fotocatalítica de CO2 a hidrocarburos C2 se considera más valiosa y, sin embargo, altamente desafiante debido al proceso multielectrónico y la lenta cinética de acoplamiento C-C, que requiere múltiples sitios activos para trabajar sinérgicamente. En este trabajo, a través de un método de fotodeposición, se anclaron simultáneamente sitios de átomos únicos de Cu y nanopartículas de Au dopadas con Cu a nivel atómico en un marco metal-orgánico (MOF) fotoactivo con canales mesoporosos, integrando estrechamente distintos sitios dentro de un entorno confinado. Gracias a la acumulación de electrones de nanopartículas de metal plasmonico y a la sinergia entre diferentes sitios activos, este compuesto MOF puede lograr una reducción fotocatalítica eficiente de CO2 a C2H6 con una tasa de producción de hasta 69.9 μmol g-1 h-1 y una selectividad de hasta 71.1%. Los experimentos fotocatalíticos con muestras de control revelaron los roles críticos de diferentes sitios activos en cada paso, lo que fue confirmado además por caracterizaciones in situ y cálculos teóricos. Este hallazgo destaca el potencial de los MOF como una plataforma ideal para la integración de varios sitios activos para aplicaciones catalíticas sinérgicas.