構建具有內部修飾的金屬有機籠(MOC)是構建類似酶的結構,并且得到酶的高催化活性和選擇性之謎的一條有前景的途徑。但是,目前的研究主要關注于單一金屬節點的籠結構,但是對于金屬簇的結構、籠內原位構筑金屬簇的相關研究非常罕見。
有鑒于此,東北師范大學孫春義教授、王新龍教授等基于硬軟酸堿(HSAB)理論,通過一鍋合成法,構筑[Cu3OPz3]+和[V6O6(OCH3)9(SO4)(CO2)3]2-簇構成的基于金屬簇的異金屬MOC(Cu3VMOP)。
本文要點:
(1)
通過基于配位的分層自組裝策略,在籠內原位生成Cu4I4,得到Cu4I4@Cu3VMOP。作為還原CO2催化劑,Cu3VMOP產生HCOOH和CH3COOH主要還原產物,CH3COOH的產率高達0.9 mmol/g,是目前有關報道的材料最好的序列。Cu4I4@Cu3VMOP能夠將二氧化碳選擇性還原為HCOOH,產物實現了100%的甲酸選擇性,產率是Cu3VMOP的5倍。
(2)
理論計算和飛秒瞬態吸收光譜表明,Cu4I4不僅能夠調節軌道結構,而且增強局域電子結構,促進生成長壽命的電荷分離態,提高*CO偶聯能壘,實現CO2選擇性的轉化為甲酸。
參考文獻
Yang Yang, Man Dong, Qi Wu, Chao Qin, Weichao Chen, Yun Geng, Shuangxue Wu, Chunyi Sun, Kuizhan Shao, Zhongmin Su, Xinlong Wang, In-situ Growth of Metallocluster inside Heterometal–organic Cage to Switch Electron Transfer for Targeted CO2 Photoreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202423018
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202423018