通过光催化将CO₂转化为C₂带来了重大挑战，其中最大的障碍之一源于多电子转移过程的缓慢性。

在此，中科院福建物构所Tian-Fu Liu，Xin-Ping Wu以金属有机骨架(MOF、PFC-98)为模型光催化剂，报道了一种促进电荷分离的新策略。

文章要点

1）该策略涉及匹配MOF的最低未占据节点和连接轨道的能级，从而创建在节点和连接体上都离域的最低未占据晶体轨道(LUCO)。此功能使电子能够从感光连接体直接激发到催化中心，实现直接电荷转移(DCT)途径。

2）为了进行比较，研究人员合成了一种基于类似成分但前沿能级相距较远的等网状MOF(PFC-6)。离域的LUCO导致内部电荷分离(ICS)状态的存在，延长了激发态寿命并进一步抑制了电子-空穴复合。

3）ICS态的存在延长了激发态寿命，进一步抑制了电子-空穴复合，同时诱导大量电子聚集在催化位点，实现多电子转移过程，使得具有非局域化LUCO的材料表现出优异的整体CO₂光催化性能，具有较高的C₂产率和选择性。

参考文献

Hai-Xiong Liu, et al, Delocalized Orbitals Over Metal Clusters and Organic Linkers Enable Boosted Charge Transfer in Metal-Organic Framework for Overall CO2 Photoreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202411508

DOI: 10.1002/anie.202411508

https://doi.org/10.1002/anie.202411508