武汉大学郎贤军等:金属有机框架与电子-质子转移中介协同光催化胺的选择性需氧氧化

文摘   科学   2024-07-29 09:06   北京  

金属有机框架(MOF被广泛用于光催化领域,是可见光驱动电子和质子转移的重要功能材料。迄今为止,MOF的光催化活性被不断提高,但在苛刻的氧化还原条件下仍然存在固有的局限性

近日,武汉大学郎贤军教授等人Science China Materials发表研究论文,报道了一种电子-质子转移中介HOOC-TEMPO4-羧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基与芘基MOF材料NU-1000结合,可用于胺的选择性氧化

本文要点
1) NU-1000的介孔通道中存在大量的Zr氧团簇末端羟基。
2) 密度泛函理论(DFT计算证明HOOC-TEMPO更倾向于与NU-1000的羟基反应双齿螯合吸附。HOOC-TEMPO的快速吸附可以显著改善NU-1000的光电性能。
3) 在反应体系中加入1 mol% HOOCTEMPO可使得NU-1000光催化氧化胺为亚胺的活性提高3倍多。
总之,电子-质子转移中介和MOF材料的结合为实现协同光催化体系创造了一条新途径。
Figure 1. The schematic of the merger of NU-1000 and HOOC-TEMPO.
Figure 2. (a) The PXRD pattern, (b) SEM image, (c) N2 isotherms, and (d) pore size distribution of NU-1000.
Figure 3. (a) Transient photocurrents and (b) EIS Nyquist plots, (c) steady and (d) time-resolved PL emission spectra under excitation at 415 nm light of NU-1000 and NU-1000 + HOOC-TEMPO.
Figure 4. A plausible mechanism of the merger of HOOC-TEMPO and NU-1000 for photocatalytic selective aerobic oxidation of benzylamine.

文章信息




Wenlong Sheng, Xiaoxiao Wang, Yuexin Wang, Bing Zeng, Xiang-Kui Gu, Xianjun LangThe merger of a metal-organic framework and an electron-proton transfer mediator for photocatalytic selective aerobic oxidation of amines. Sci. China Mater. (2024).

https://doi.org/10.1007/s40843-024-3007-5


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