以精確調控MOF的能帶結構的方式改善光催化劑的可見光吸收能量,是個巨大的挑戰,同樣為MOF光催化劑提供機會。
有鑒于此,南開大學卜顯和院士、龐建東研究員等報道降低對稱性策略,設計了6個新型配體,實現精確調控六苯并蔻(hexabenzocoronene)基MOF的能帶結構。
在保持六苯基苯(hexaphenylbenzene)的條件下,系統研究了不同的取代基,包括-NO2, -H, -tBu, -OCH3, -OH, -NH2,合成相應Zr-MOF(NKM-668)。隨后,通過Scholl反應將NKM-668轉變為具有更大π共軛配體的六苯并蔻(hexabenzocoronene)。
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合成的12個MOF具有可調控的廣闊能帶結構,能帶調控達到1.41 eV,能帶區間涵蓋3.25 eV至1.84 eV。通過能帶調節,光催化還原CO2的性能增加33.2倍。這項研究不僅豐富了六苯并苯的MOF材料的種類,而且為開發含有納米石墨烯的新型MOF用于光催化領域提供幫助。
參考文獻
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