Angew. Chem. :基于银-碳配位键的二维金属有机框架

学术   2025-01-06 08:30   四川  

空气中稳定的配位化合物亚铁氰化铁Fe4[Fe(CN)6]3,也称为普鲁士蓝,是较早被发现的基于金属–碳/氮(Met–C/N)配位键的配位框架材料;然而三个多世纪以来,Met–N配位得到了长足发展,而稳定的Met–C配位框架被报道得却很少。有机异氰化合物(R–Nδ+≡Cδ–)由于兼具σ供体和π受体的特性,可与多种金属实现Met–C配位,将其引入金属有机框架材料(MOFs)的制备中,可拓宽MOFs的合成方法学。


近日,上海交通大学庄小东教授团队,基于异氰基–银配位键,成功合成了一类全新的二维MOFs材料,并以上海交通大学的缩写命名(SJTU-101和SJTU-102)。该类基于Ag–C配位的二维MOFs,具有高度结晶的二维交错AB堆积结构,表现出低至 1.42 eV的窄带隙。

通过X射线粉末衍射和透射电子显微镜等技术,该团队对这类MOFs的结构进行了研究,发现两种二维MOFs均表现为三斜结构和AB交错堆积结构。由于反应过程中离子基团之间的静电相互作用比π-π堆积相互作用更占主导地位,基于四苯乙烯单体的MOF比基于芘单体的MOF在三个轴上的倾斜度更大。

以所制备的二维MOFs作为电化学催化CO2还原的催化剂,该团队发现在-1.3至-1.7 V的宽电位范围内对CO均可保持超过92%的法拉第效率;基于理论计算和原位表征,与银位点相比,该团队还发现异氰基中的碳原子具有可能的更明显的催化活性。

在该工作中,庄小东教授团队制备了以准线性C–Ag–C配位结构为桥联的新型离子型二维MOFs,证实了其交错AB堆积结构,并在对电催化机理的研究中,发现异氰基碳原子的潜在催化活性。该工作提供了基于金属-碳配位键的二维MOFs的全新的合成方法学,为理解具有强偶极极化的碳原子催化活性提供了新的研究对象。

文信息

Two-Dimensional Silver–Isocyanide Frameworks

Kaiyue Jiang, Pu Yan, Pengfei Shi, Dr. Jichao Zhang, Xinyu Chai, Dr. Yunfei Wang, Dr. Chenhui Zhu, Prof. Chongqing Yang, Dr. Chenbao Lu, Dr. Yi Liu, Prof. Kecheng Cao, Prof. Xiaodong Zhuang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202417658    

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