π框架結構材料的特點是多孔超分子結構,其中通過共軛的π-π堆疊相互作用組成,對光催化提供新方向。但是這種π框架結構材料光催化的相關報道非常罕見。
有鑒于此,天津理工大學鐘地長教授等報道由光活性Cu(I)結構搭建π的超分子納米籠框架材料。24個Cu(I)復合物通過π-π堆疊相互作用形成八面體納米籠,其拓撲結構為方鈉石(sodalite),納米籠的內直徑為2.8 nm。
本文要點
(1)
通過共用的開放面,四個納米籠相互連接形成3D多孔π框架(π-2)。π-2π-2結構具有非常好的熱穩定性和化學穩定性,能夠吸附CO2、I2、甲基橙分子。π-2能夠作為HER光催化劑。
(2)
當π-2作為光催化劑,將0.9±0.1 nm的Pt亞納米粒子修飾在納米籠內作為助催化劑,不必加入任何光敏劑,達到創紀錄的524012 μmol g h-1的制氫性能。優異的光催化活性來自超小尺寸Pt粒子,以及π-2結構在光照射時向Pt轉移電子。因此π-2結構超分子籠結構具有穩定的優勢和優異的光催化活性。
參考文獻
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