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效果简介
瞎想和合成具有雅致光拿获和光引发性能的金属有机骨架（MOFs）用于东说念主工光催化CO2归附，是一项有蛊卦力但具有挑战性的任务。基于此，吉林大学于吉红院士、刘云凌见地和李激扬见地（共同通信作家）等东说念主报说念了一种新的辘集指挥发光（AIE）活性配体四苯基吡嗪（PTTBPC），并初次愚弄它与褂讪的Zr-oxo簇合营构建了Zr-MOFs光催化剂（定名为Zr-PTTBPC），具有CO2吸扶植光归附的详尽功能。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引发智力，而Zr-oxo簇故意于CO2的吸扶植活化，并为进一步的金属改性提供了潜在的位点。在不同的液相条目下，所制备的MOFs具有超高的褂讪性，对CO2具有较高的吸附智力（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，并能保握至少3次轮回的服从，可与越过的纯卟啉基MOFs、其他MOFs很是复合材料相忘形。通过载流子能源学议论和表面诡计，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。本议论展示了一种基于AIE配体的新式MOF光催化剂很是在光催化C1漂流中的应用出息。联系使命以《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月配置，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、副见地、见地、博士生导师；1999年赢得国度凸起后生科学基金资助；2000年赢得首届高校后生训导奖；2004年受邀为瑞典斯德哥尔摩大学客座见地；2011年担任国度要点基础议论发展缱绻首席科学家；2014年入选国度百千万东说念主才工程；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年赢得海外贞洁与应用化学不时会化学化工凸起女性奖；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、党委副通知。
于吉红弥远从事无机多孔功能材料的合成与制备化学议论。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实际主编。主要议论标的为分子筛纳米孔材料的瞎想合成很是在能源、环境和新兴界限的应用。分裂以第一完成东说念主和第二完成东说念主赢得国度当然科学二等奖2项，赢得海外贞洁与应用化学不时会（IUPAC）化学化工凸起女性奖，“世界行为训导”荣誉称呼等。
图文解读
受网状化学计策的启发，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，合成了彭胀的具有AIE活性的四苯基吡嗪配体，H4PTTBPC与卟啉配体比较，合成历程更绵薄。扫尾H4PTTBPC具有较强的光摄取和光引发性能。接收褂讪性高的Zr-oxo簇与配体配位，在配位历程中通过调遣溶剂来已毕Zr-PTTBPC的结构互渗进程，更灵验地吸扶植激活CO2分子。此外，Zr-PTTBPC通过锚定Zr-氧簇（分裂定名为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，酿成不饱胀配位。
图1.基于AIE配体的Zr-MOF光催化剂的瞎想旨趣表示图
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，迪士尼国际彩乐园官网其结构属于I4/mmm的四方体系和空间群。H4PTTBPC配体被表示为一个四知晓的平面四边形，而8-知晓的Zr6簇被描绘为一个长方体。[Zr6O4(OH)8(H2O)4]簇具有结尾H2O和-OH基团，可行为Co2+和Ni2+离子合成后金属化的活性位点。Zr-PTTBPC不具有经典的纵贯说念构型，而是具有笼状结构的轮流胪列，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推崇出的褂讪性达到3天。
图2.结构特征
图3. PXRD谱图、CO2吸扶植解吸等温线
图4.神态与结构表征
在东说念主工CO2归附光催化下，在CO2饱胀CH3CN/H2O溶液中，在420 nm LED灯光照下，跟着反馈本领的蔓延，CO的生成量显赫增多，且该催化体系内未检测到液体副居品。Zr/Co-PTTBPC反馈12 h后CO的内容产率最高，达到3518.7 μmol g−1，反馈速度为293.2 μmol g−1，而Zr-PTTBPC和Zr/Ni-PTTBPC的CO产率分裂为6.6 μmol g h−1和34.5 μmol g h−1，了得了金属中心在CO2光归附中的弥留作用。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）诡计发现，Zr/Co-PTTBPC的速度决定法子（RDS）详情为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，更故意于自愿生成*COOH，证实Co金属位点的引入不错灵验吸附CO2分子，裁汰*COOH中间体的能垒，促进了高效的光催化CO2归附活性。表面诡计标明，对比Zr/Ni-PTTBPC，Zr/Co-PTTBPC对CO2的吸扶植归附更占上风。同期，Zr/Co-PTTBPC比Zr/Ni-PTTBPC推崇出更高的电荷分离和漂流智力，使得Zr/Co-PTTBPC成为一种很有出路的CO2归附光催化剂，CO产率达到293.2 μmol g h−1，可与其他MOFs很是复合材料相忘形。
图5.催化性能
Metal-Modified Zr-MOFs with AIE Ligands for Boosting CO2 Adsorption and Photoreduction.Adv. Mater., 2025168迪士尼彩乐园手机版, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202407154.
