暨南大学陆伟刚、李丹团队JACS：超稳定金属有机框架光催化

来源：北京中教金源科技有限公司      分类：技术参数 2024-01-25 11:42:09 72阅读次数

1. 文章信息

标题：Linker Engineering for Reactive Oxygen Species Generation Efficiency in Ultra-Stable Nickel-Based Metal?Organic Frameworks

页码：18931?18938（2023），DOI：https://doi.org/10.1021/jacs.3c05585

2. 文章链接

Linker Engineering for Reactive Oxygen Species Generation Efficiency in Ultra-Stable Nickel-Based Metal–Organic Frameworks | Journal of the American Chemical Society (acs.org)

3. 期刊信息

期刊名：Journal of the American Chemical Society

ISSN：0002-7863

2023年影响因子：15

分区信息：中科院1区Top；JCR分区（Q1）

涉及研究方向：光电催化

4. 作者信息：第一作者是暨南大学化学与材料学院博士生吴坤。通讯作者为暨南大学化学与材料学院李丹教授和陆伟刚教授。

5.光源型号：CEL?HXF300系列

文章简介：

异相光催化剂表面的电荷转移决定了活性氧物种（ROS）的生成效率，从而影响了催化需氧型反应的效率。金属-有机框架（MOFs）中的网状化学允许合理设计给体-受体以优化界面电荷转移动力学。在此，暨南大学李丹/陆伟刚教授团队报道了一系列以线性联吡唑为有机连接体的同构Ni8-MOF（命名为JNU-212、JNU-213、JNU-214和JNU-215；JNU=暨南大学）。这些Ni8-MOF可以在100 °C的7 M NaOH中保持结构的完整性。

实验研究表明，通过配体工程优化吡唑桥连单元中的受体，获得的Ni8-MOF在可见光照射下显著提高了电荷分离和转移效率。其中，含苯并硒二唑单元的JNU-214光催化性能最好，苄胺的转化率可达99%。循环实验证实了JNU-214作为异相光催化剂的稳定性和可重复使用性。值得注意的是，系统性地调节给体-受体-给体MOF中桥连单元的电子受体能力为开发可行的无贵金属异相光催化剂提供了新的途径。

文章要点：

1. 作者利用铃木偶联反应得到了一系列具有不同受体能力的线性二吡唑的光敏剂，通过溶剂热反应成功构建了四种超稳定的Ni8-MOF，可以在100 ℃的7 M的NaOH下稳定存在至少24 h。

2. 实验结果表明，通过增强D?A?D型光敏剂中受体的缺电子能力，可以降低带隙，从而改善电荷的分离和转移，这可能有利于活化分子氧。其中，含有苯并硒二唑单元的光催化材料（JNU-214）在苄胺的氧化中表现出最好的光催化性能，24小时内转化率为99%。

3. 作者结合一系列实验表征与理论计算，证明了通过调控桥联单元的缺电子能力实现高效的ROS生成能力，并提供足够的氧化还原驱动力，从而获得优异的光催化需氧反应的性能。

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