π框架结构材料的特点是多孔超分子结构,其中通过共轭的π-π堆叠相互作用组成,对光催化提供新方向。但是这种π框架结构材料光催化的相关报道非常罕见。
有鉴于此,天津理工大学钟地长教授等报道由光活性Cu(I)结构搭建π的超分子纳米笼框架材料。24个Cu(I)复合物通过π-π堆叠相互作用形成八面体纳米笼,其拓扑结构为方钠石(sodalite),纳米笼的内直径为2.8 nm。
本文要点
(1)
通过共用的开放面,四个纳米笼相互连接形成3D多孔π框架(π-2)。π-2π-2结构具有非常好的热稳定性和化学稳定性,能够吸附CO2、I2、甲基橙分子。π-2能够作为HER光催化剂。
(2)
当π-2作为光催化剂,将0.9±0.1 nm的Pt亚纳米粒子修饰在纳米笼内作为助催化剂,不必加入任何光敏剂,达到创纪录的524012 μmol g h-1的制氢性能。优异的光催化活性来自超小尺寸Pt粒子,以及π-2结构在光照射时向Pt转移电子。因此π-2结构超分子笼结构具有稳定的优势和优异的光催化活性。
参考文献
Jian-Hua Mei, Shan Lai, Yun-Nan Gong, Wen-Jie Shi, Ji-Hua Deng, Tong-Bu Lu, Di-Chang Zhong, A Supramolecular‐nanocage‐based Framework Stabilized by π‐π Stacking Interactions with Enhanced Photocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202413413
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202413413