Angew：MOF中直接配体-簇光激发助力全分解水
学术
2025-01-30 17:00
山东
拓宽光催化剂的光谱响应以促进全水分解OWS是提高太阳光谱利用效率的有效途径。但是，大多数为全水分解设计的单相光催化剂主要对太阳光中占比很小的紫外区域有响应。有鉴于此，广东工业大学何军教授、廖伟名副教授等报道提出一种通用策略，实现了MOF的内部配体直接形成配体-团簇之间电荷转移（LCCT）起主导作用，而且这种新型光催化剂对可见光有广泛响应的全水分解光催化。要点1. 合成的三种用于全水分解的MOF，Fe2MCbz（M2+=Mn2+、Co2+、Ni2+），无需额外的光敏剂、牺牲剂或助催化剂，就展现出固有的全水分解能力。其中，Fe2NiCbz表现最为优异，当采用静电纺丝技术将其与聚丙烯腈纳米纤维分散后，其HER和OER反应的速率分别达到170.2和85.1 μmol g-1 h-1，这个效率达到了此前所有MOF光催化剂都未曾达到的。要点2. 实验和理论计算模拟的结果表明，直接的LCCT在提高光催化反应效率的过程中提供关键的作用，Fe2NiCbz的卓越性能归因于优化的能级结构和高效的电荷转移。这项工作不仅为开发能够全分解水的MOF光催化剂提供标杆，而且展示了最大限度的利用太阳光谱，这有助于推动可再生制氢的发展。
Qia-Chun Lin, Wei-Ming Liao, Jiayu Li, Bowei Ye, Da-Tang Chen, Xiao-Xiang Zhou, Peng-Hui Li, Meng Li, Ming-De Li, Jun He, High-Performance Overall Water Splitting Dominated by Direct Ligand-to-Cluster Photoexcitation in Metal-Organic Frameworks, Angew. Chem. Int. Ed. 2025DOI: 10.1002/anie.202423070https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202423070
