精确调节金属有机框架(MOFs)的带隙对于提高其光催化过程中的可见光吸收能力至关重要,这既是一个艰巨的挑战,也是一个诱人的机遇。
基于此,2024年10月23日,南开大学卜显和院士、庞建东特聘研究员在国际期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Precisely Tuning Band Gaps of Hexabenzocoronene-Based MOFs Toward Enhanced Photocatalysis》的研究论文。
作者采用对称性还原策略,预先设计了六种具有系统的取代基(-NO2、-H、-tBu、-OCH3、-OH和-NH2)的新型4-连接配体,并合成了相应的保留六苯基苯片段的柱状层Zr-MOFs(NKM-668)。
随后,NKM-668 MOFs通过Scholl反应转化为大π-共轭六苯并蒄基MOFs(pNKM-668)。
这12种MOFs具有超过1.41 eV(范围从3.25 eV到1.84 eV)的宽且可调的带隙,光催化CO2转化率提高了33.2倍。
这项研究不仅丰富了六苯基苯基MOFs的类型,而且为含纳米石墨烯的MOFs在光催化方面的进一步应用奠定了基础。
图1:NKM-668-H和pNKM-668-H的结构表征
图2:NKM-668和pNKM-668系列MOFs的可见光吸收能力和可调带隙
图3:光催化CO2还原实验和光电化学表征
Precisely Tuning Band Gaps of Hexabenzocoronene-Based MOFs Toward Enhanced Photocatalysis, Angewandte Chemie International Edition, 2024.
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