以精确调控MOF的能带结构的方式改善光催化剂的可见光吸收能量,是个巨大的挑战,同样为MOF光催化剂提供机会。
有鉴于此,南开大学卜显和院士、庞建东研究员等报道降低对称性策略,设计了6个新型配体,实现精确调控六苯并蔻(hexabenzocoronene)基MOF的能带结构。
在保持六苯基苯(hexaphenylbenzene)的条件下,系统研究了不同的取代基,包括-NO2, -H, -tBu, -OCH3, -OH, -NH2,合成相应Zr-MOF(NKM-668)。随后,通过Scholl反应将NKM-668转变为具有更大π共轭配体的六苯并蔻(hexabenzocoronene)。
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合成的12个MOF具有可调控的广阔能带结构,能带调控达到1.41 eV,能带区间涵盖3.25 eV至1.84 eV。通过能带调节,光催化还原CO2的性能增加33.2倍。这项研究不仅丰富了六苯并苯的MOF材料的种类,而且为开发含有纳米石墨烯的新型MOF用于光催化领域提供帮助。
参考文献
Hao Zhang, Cha Li, Feifan Lang, Mei Li, Haoyu Liu, Di-Chang Zhong, Jun-Sheng Qin, Zhengyi Di, Dan-Hong Wang, Le Zeng, Xian-He Bu, Jiandong Pang, Precisely Tuning Band Gaps of Hexabenzocoronene-Based MOFs Toward Enhanced Photocatalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418017
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202418017