光催化二氧化碳还原在缓解全球能源和环境问题方面具有巨大潜力，其中催化中心的电子结构起着至关重要的作用。然而，自旋态作为电子特性的关键描述符却在很大程度上被忽视了。

在此，中科大江海龙教授，Jun Jiang提出了一种简单的策略，通过将Co物质交换到稳定的锌基金属有机框架（MOF）中来改变其配位环境，以提供Co-OAc、Co-Br和用于CO₂光还原的Co-CN。

文章要点

1）实验和DFT计算结果表明，Co位点不同的自旋态导致光催化中CO₂吸附/活化不同的电荷分离能力和能垒。

2）因此，具有最高自旋态Co位点的优化Co-OAc表现出优异的光催化CO₂活性，为2325.7μmol·g−1·h−1，对CO的选择性为99.1%，在没有贵金属和额外的光敏剂的情况下，在所有报道的MOF光催化剂中名列前茅。

这项工作强调了MOF作为自旋态操纵以改善光催化的理想平台的潜力。

参考文献

Kang Sun, et al, Manipulating the Spin State of Co Sites in Metal−Organic Frameworks for Boosting CO2 Photoreduction, J. Am. Chem. Soc., 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c11446

https://doi.org/10.1021/jacs.3c11446