多組分金屬鍍層可以集成不同構(gòu)件的功能，以實現(xiàn)高級應用的協(xié)同效應。基于金屬配位驅(qū)動的自組裝，西安交通大學張明明教授和何剛教授等人報道了一系列等晶格四苯乙烯基金屬材料的制備，并通過多核核磁共振、ESI-TOF-MS和單晶X射線衍射技術(shù)對其進行了表征。

將光敏性四苯基乙烯單元作為面和Re催化配合物作為柱適當?shù)卣系絾蝹€金屬鍍層中，光催化析氫速率高達1707 μmol g^-1 h^-1，是已報道的金屬鍍層中最高的析氫速率之一。

通過密度泛函理論（DFT）計算，作者揭示了金屬鍍層4e的電子結(jié)構(gòu)。從金屬鍍層4e的HOMO-LUMO能譜看出，電子占據(jù)態(tài)主要由Re催化中心的一側(cè)貢獻，而電子的未占據(jù)態(tài)發(fā)生了明顯的變化，是由Re催化中心兩側(cè)的電子廣泛分布在催化中心周圍造成的，表明稀土側(cè)的電子容易被激發(fā)，有利于稀土催化中心的反應。4e的LUMO能量高于H⁺/H₂的LUMO能量，表明在熱力學上有利于還原質(zhì)子，從而使輻照后產(chǎn)生H₂成為可能。

此外，BIH的HOMO值高于4e，表明電子給體能夠有效地將電子轉(zhuǎn)移到金屬鍍層4e，從而保持制氫過程。在模擬的陽光照射下，TPE分子被激發(fā)產(chǎn)生光致電子，由于TPE分子在金屬鍍層4e中的合適空間位置，這些電子隨后轉(zhuǎn)移到Re催化中心。最后，利用這些電子在金屬膜的Re催化中心表面將H⁺還原為H₂。

Isoreticular Preparation of Tetraphenylethylene-based Multicomponent Metallacages towards Light-Driven Hydrogen Production. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, DOI: 10.1002/anie.202311137.