精確調(diào)節(jié)金屬有機(jī)框架(MOFs)的帶隙對(duì)于提高其光催化過(guò)程中的可見(jiàn)光吸收能力至關(guān)重要,這既是一個(gè)艱巨的挑戰(zhàn),也是一個(gè)誘人的機(jī)遇。
基于此,2024年10月23日,南開(kāi)大學(xué)卜顯和院士、龐建東特聘研究員在國(guó)際期刊Angewandte Chemie International Edition發(fā)表題為《Precisely Tuning Band Gaps of Hexabenzocoronene-Based MOFs Toward Enhanced Photocatalysis》的研究論文。
作者采用對(duì)稱(chēng)性還原策略,預(yù)先設(shè)計(jì)了六種具有系統(tǒng)的取代基(-NO2、-H、-tBu、-OCH3、-OH和-NH2)的新型4-連接配體,并合成了相應(yīng)的保留六苯基苯片段的柱狀層Zr-MOFs(NKM-668)。
隨后,NKM-668 MOFs通過(guò)Scholl反應(yīng)轉(zhuǎn)化為大π-共軛六苯并蒄基MOFs(pNKM-668)。
這12種MOFs具有超過(guò)1.41 eV(范圍從3.25 eV到1.84 eV)的寬且可調(diào)的帶隙,光催化CO2轉(zhuǎn)化率提高了33.2倍。
這項(xiàng)研究不僅豐富了六苯基苯基MOFs的類(lèi)型,而且為含納米石墨烯的MOFs在光催化方面的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
圖1:NKM-668-H和pNKM-668-H的結(jié)構(gòu)表征
圖2:NKM-668和pNKM-668系列MOFs的可見(jiàn)光吸收能力和可調(diào)帶隙
圖3:光催化CO2還原實(shí)驗(yàn)和光電化學(xué)表征
Precisely Tuning Band Gaps of Hexabenzocoronene-Based MOFs Toward Enhanced Photocatalysis,?Angewandte Chemie International Edition,?2024.?https://doi.org/10.1002/anie.202418017.
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