供體-受體(D-A)的分子級有序排列為高效率的電子空穴分離從而促進高活性光催化劑提供可能。
有鑒于此,南開大學師唯教授等報道交錯能級(staggered energy levels)D-A分子配位組裝的兩個等構MOF(1和2)在沒有任何助催化劑或光敏劑的情況,展示優異的光催化制氫性能。
本文要點:
(1)
通過調控D-A MOF活性位點,使得光催化制氫速率從1260 μmol h-1 g-1提高至3218 μmol h-1 g-1。
(2)
詳細的機理研究結果表明,D-A的確定能帶結構和金屬位點配合,是高效率產生光生載流子的關鍵。MOF 2具有合適的質子親核性,降低光催化制氫反應的能壘。此外,氫鍵網絡的自由羰基官能團增強質子傳輸動力學,因此2具有比1更高的質子導電性,因此促進金屬活性位點的使用效率,增強光催化制氫反應動力學。
參考文獻
Ning Liu, Jialong Jiang, Shiqi Zhang, Runhao Zhang, Mingming Xu, Zhonghang Chen, Peng Cheng, Wei Shi, Arrangement of Ordered D-A Components in a Metal-Organic Framework for Cocatalyst-Free Photocatalytic Hydrogen Evolution with Efficient Proton Conduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202501141
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202501141