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扫尾简介
设想和合成具有致密光拿获和光激勉性能的金属有机骨架（MOFs）用于东谈主工光催化CO2修起，是一项有招引力但具有挑战性的任务。基于此，吉林大学于吉红院士、刘云凌培植和李激扬培植（共同通信作家）等东谈主报谈了一种新的荟萃领导发光（AIE）活性配体四苯基吡嗪（PTTBPC），并初次诈欺它与平稳的Zr-oxo簇勾通构建了Zr-MOFs光催化剂（定名为Zr-PTTBPC），具有CO2吸推奖光修起的概括功能。Zr-MOF的特质是具有双层互穿框架的scu拓扑结构，其中PTTBPC配体具有很强的光拿获和光激勉智商，而Zr-oxo簇成心于CO2的吸推奖活化，并为进一步的金属改性提供了潜在的位点。在不同的液相要求下，所制备的MOFs具有超高的平稳性，对CO2具有较高的吸附智商（273 K和1 atm下73 cm3 g-1）。在420 nm LED照明下，共修饰的Zr/Co-PTTBPC的CO产率为293.2 μmol g h−1，并能保捏至少3次轮回的遵守，可与逾越的纯卟啉基MOFs、其他MOFs至极复合材料相忘形。通过载流子能源学商榷和表面计较，优异的催化性能主要归因于孔隙结构、私有的光活性AIE配体和双金属催化位点之间的内在协同作用。本商榷展示了一种基于AIE配体的新式MOF光催化剂至极在光催化C1转机中的应用出息。联系责任以《Metal-Modified Zr-MOFs with AIE Ligands for Boosting CO2 Adsorption and Photoreduction》为题发表在最新一期《Advanced Materials》上。
于吉红，1967年1月出身，1985年考入吉林大学化学系，先后赢得学士、硕士、博士学位；1995年博士毕业后留校，先后担任讲师、副培植、培植、博士生导师；1999年赢得国度高出后生科学基金资助；2000年赢得首届高校后生老师奖；2004年受邀为瑞典斯德哥尔摩大学客座培植；2011年担任国度重心基础商榷发展盘算首席科学家；2014年入选国度百千万东谈主才工程；2015年当选为中国科学院院士；2016年当选为发展中国度科学院院士；2017年赢得国外纯正与应用化学相聚会化学化工高出女性奖；2021年当选为瑞典皇家科学院外籍院士；2023年4月，任第九届国度当然科学基金委员会副主任。2024年，任北京师范大学校长、党委副布告。
于吉红恒久从事无机多孔功能材料的合成与制备化学商榷。曾任英国皇家化学会Chemical Science副主编（2012-2020），2021年起担任好意思国化学会Journal of the American Chemical Society实行主编。主要商榷标的为分子筛纳米孔材料的设想合成至极在能源、环境和新兴边界的应用。别离以第一完成东谈主和第二完成东谈主赢得国度当然科学二等奖2项，赢得国外纯正与应用化学相聚会（IUPAC）化学化工高出女性奖，“世界圭臬老师”荣誉称呼等。
图文解读
受网状化学政策的启发，以2, 3, 5, 6-四（4-羧基苯基）吡嗪（H4TCPP）配体为基础，通过Suzuki偶联插入苯基，合成了膨胀的具有AIE活性的四苯基吡嗪配体，H4PTTBPC与卟啉配体比较，合成流程更简便。扫尾H4PTTBPC具有较强的光摄取和光激勉性能。经受平稳性高的Zr-oxo簇与配体配位，在配位流程中通过改换溶剂来箝制Zr-PTTBPC的结构互渗进度，更有用地吸推奖激活CO2分子。此外，Zr-PTTBPC通过锚定Zr-氧簇（别离定名为Zr/Co-PTTBPC和Zr/Ni-PTTBPC）的-OH基团和H2O分子，被Co或Ni金属位点功能化，造成不充足配位。
图1.基于AIE配体的Zr-MOF光催化剂的设想旨趣暗示图
Zr-PTTBPC的特质是具有双重互穿骨架的scu拓扑，不同于基于H4TCPP配体的具有sqc拓扑的JLU-MOF-60，迪士尼彩乐园博彩官网其结构属于I4/mmm的四方体系和空间群。H4PTTBPC配体被清晰为一个四相接的平面四边形，而8-相接的Zr6簇被形色为一个长方体。[Zr6O4(OH)8(H2O)4]簇具有结尾H2O和-OH基团，可手脚Co2+和Ni2+离子合成后金属化的活性位点。Zr-PTTBPC不具有经典的纵贯谈构型，而是具有笼状结构的轮流陈设，尺寸为13.2 Å×13.2 Å×17.1 Å。在水和不同的有机溶剂中，Zr-PTTBPC证实出的平稳性达到3天。
图2.结构特征
图3. PXRD谱图、CO2吸推奖解吸等温线
图4.神态与结构表征
在东谈主工CO2修起光催化下，在CO2充足CH3CN/H2O溶液中，在420 nm LED灯光照下，跟着响应手艺的延迟，CO的生成量显赫加多，且该催化体系内未检测到液体副产品。Zr/Co-PTTBPC响应12 h后CO的骨子产率最高，达到3518.7 μmol g−1，响应速度为293.2 μmol g−1，而Zr-PTTBPC和Zr/Ni-PTTBPC的CO产率别离为6.6 μmol g h−1和34.5 μmol g h−1，高出了金属中心在CO2光修起中的热切作用。同期，Zr/Co-PTTBPC对HER的催化性能最高，氢气产率为5523.4 μmol g−1，速度为460.3 μmol g h−1，是其他两种MOFs的4~10倍。
通过密度泛函表面（DFT）计较发现，Zr/Co-PTTBPC的速度决定时势（RDS）笃定为CO解吸（*CO→CO）。扫尾标明，Zr/Co-PTTBPC的RDS为0.66 eV，小于Zr/Ni-PTTBPC（*CO2→*COOH）的0.81 eV。此外，Zr/Co-PTTBPC的*COOH生成能量低于Zr/Ni-PTTBPC，更成心于自愿生成*COOH，评释Co金属位点的引入不错有用吸附CO2分子，裁减*COOH中间体的能垒，促进了高效的光催化CO2恢回素性。表面计较标明，对比Zr/Ni-PTTBPC，Zr/Co-PTTBPC对CO2的吸推奖修起更占上风。同期，Zr/Co-PTTBPC比Zr/Ni-PTTBPC证实出更高的电荷分离和转机智商，使得Zr/Co-PTTBPC成为一种很有出路的CO2修起光催化剂，CO产率达到293.2 μmol g h−1，可与其他MOFs至极复合材料相忘形。
图5.催化性能
Metal-Modified Zr-MOFs with AIE Ligands for Boosting CO2 Adsorption and Photoreduction.Adv. Mater.迪士尼彩乐园总代理, 2025, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202407154.