 通讯作者：陈逸凡；马胜前
通讯单位：海南大学；University of North Texas钛金属有机骨架(Ti-MOFs)作为一种极具吸引力的人工光催化剂，具有类似TiO2的光氧化还原活性和良好的光学响应性，作为天线吸收可见光在太阳能转换领域显示出巨大的潜力。尽管已开发出具有高光催化活性的Ti-MOFs，但它们的太阳能转换性能仍然很差。基于此，北德克萨斯大学马胜前教授和海南大学陈逸凡通过实施可见光驱动光催化制氢的共价集成策略，报告了一种新型的MTV-Ti-MOFs/COFs混合光催化剂。结果显示出增强的可见光驱动光催化析氢性能。相关工作以“Enhancing Photocatalytic Hydrogen Production viathe Construction of Robust Multivariate Ti-MOF/COF Composite”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。图1. MTV-Ti-MOFs/COFs的合成示意图。要点1. 研究人员选择Pd-卟啉配体，基于配位键原位一锅法合成一系列多元Ti-MOF/COF杂化材料。选择二维亚胺基COF，TpPa来构建混合材料。通过将MTV-Ti-MOFs的-NH2与COFs的-CHO共价连接，合成了一系列具有不同MOF量的PdTCPP⸦PCN-415(NH2)/TpPa复合材料，分别表示为1、2和3。要点2. 由于优异的光学响应、合适的带隙和高表面积，所得的1、2和3表现出有效的可见光驱动的光催化析氢性能。复合材料2代表了最好的光催化活性，最大H2析出速率为13.98 mmol g-1 h-1(TOF=227 h-1)，远高于原型对应物PdTCPP⸦PCN-415(NH2)(0.21mmol g-1 h-1)和TpPa(6.51mmol g-1 h-1)，并且是迄今为止报道的基于MOF和COF的光催化剂中最好的H2析出光催化剂之一。要点3. 稳态光致发光光谱、表观量子效率实验和分子模拟阐明了光催化机理。该工作提出了一种新方法来开发用于光催化H2析出反应及其他反应的高效光催化剂。图2. (a) PdTCPP⸦PCN-415(NH2)、TpPa和复合物2的N2吸附等温线；PdTCPP⸦PCN-415(NH2)(b)、TpPa(c)和复合物2(d)的SEM图像；(e)HTEM图像以及Pt@2的C、N、O、Ti、Zr、Pd和Pt的相应元素映射。图3. (a)激发波长为450nm的光致发光光谱；(b)复合Pt@2在最大光(405、550和515 nm)催化H2条件下的表观量子产率；(c,d)PdTCPP⸦PCN-415(NH2)的分子轨道图。https:///10.1002/anie.202114071
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