过渡金属配合物通过形成长寿命的电荷分离激发态，被用作太阳能转化为电力或化学燃料的有效的采光组分。Ru-和Ir-聚吡啶类配合物是优良的光敏剂(PSs)，但它们的实际应用受到Ru和Ir的壳丰度极低、成本高、毒性高的限制。在过去的十年中，以地球上丰富的元素(如CuI配合物)为基础的选择性PSs已经被广泛研究，并在析氢反应(HER)、染料敏化太阳能电池、和有机光催化方面显示出巨大的潜力。然而，铜PSs (Cu-PSs)的性能相对较差的，不如Ru和Ir PSs，这是由于相对不稳定的CuI配体键和不受欢迎的溶剂辅助淬火的平展激发态。因此，开发提高Cu-PSs光敏性能的新策略具有重要意义。金属有机骨架作为一类新型多孔分子材料，在催化反应中具有稳定难溶金属活性位点的作用。MOFs的合成可调性还允许多种功能的分级合并以实现协同反应或促进能量和电子转移。近日，芝加哥大学林文斌教授等人设计制备了两种多功能金属有机骨架材料mPT-Cu/Co和mPT-Cu/Re的，它们由铜光敏剂(Cu-PSs)和分子Co或Re催化剂组成，可分别用于光催化析氢(HER)和CO₂还原(CO₂RR)反应。在这些MOFs中，Cu-PSs和Co/Re催化剂的分级结构促进了在可见光下的多电子转移来驱动HER和CO₂RR，对于mPT-Cu/Co，其HER的TON为18700，对于mPT-Cu/Re，其CO₂RR的TON为1328。光物理和电化学表征揭示了HER和CO₂RR催化循环中的还原淬火路径，由于Cu-PSs和活性催化剂紧密接触和MOF框架结构对Cu-PSs和分子催化剂的稳定作用，通过提高电子转移显著提高了MOFs的性能。

Feng, Pi, Song, Brzezinski, Xu, Li, Lin. Metal-Organic Frameworks Significantly Enhance Photocatalytic Hydrogen Evolution and CO₂ Reduction with Earth-Abundant Copper Photosensitizers. Journal of the American Chemical Society, 2020.

DOI: 10.1021/jacs.9b12229

http://dx.doi.org/10.1021/jacs.9b12229