| 通过金属离子刺激调节金属有机骨架结构用于光催化CO2还原 |
| Modulating metal-organic framework structure by metal ion stimulation for photocatalytic CO2 reduction reaction |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 路新 | 安庆师范大学化学化工学院, 光电磁功能材料安徽省重点实验室, 安庆 246133 | | | 钱建磊 | 安庆师范大学化学化工学院, 光电磁功能材料安徽省重点实验室, 安庆 246133 | | | 葛发源 | 南京大学化学化工学院, 配位化学国家重点实验室, 南京 210023 | | | 李浩天 | 安庆师范大学化学化工学院, 光电磁功能材料安徽省重点实验室, 安庆 246133 | | | 郑和根 | 南京大学化学化工学院, 配位化学国家重点实验室, 南京 210023 | zhenghg@nju.edu.cn | | 张传磊 | 安庆师范大学化学化工学院, 光电磁功能材料安徽省重点实验室, 安庆 246133 | clzhang@nju.edu.cn |
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| 摘要: 通过自组装得到一种具有适中配位键强度和适度骨架柔性的二维Cd基金属有机骨架(MOF){[Cd (HL)(BPY)0.5(H2O)]·2H2O}n(1)，其中H3L=4，4′，4″-(亚硝基三(亚甲基))三苯甲酸，BPY=4，4′-联吡啶)。由于其独特的结构特征，在金属离子(Zn2+/Ni2+/Co2+)刺激下，1逐渐转变成相应金属离子主导的MOF结构2、3和4。在此过程中，随着金属离子Cd2+→Zn2+、Cd2+→Ni2+和Cd2+→Co2+的交换，1通道中自由的Cd2+和L3-与MOF的骨架进行融合，导致通道空间的扩大，发生次级构筑单元(SBU)的转变，进而形成可调节的骨架。光催化二氧化碳还原结果表明，由离子交换所得到的新结构在催化效率上并没有很大改观，但在产物选择性上却有极大地提升(其中配合物3展示出100%的CO选择性)。 |
| 关键词: 金属有机骨架 离子刺激 结构转换 光催化 二氧化碳还原 |
| 基金项目: 国家自然科学基金(No.22101006，21771101)、安徽省教育厅自然科学研究重大项目(No.2023AH040071)和安徽省自然科学基金(No.1908085QB49)资助。 |
| Abstract: A 2D Cd-based metal-organic framework with moderate coordination bond strength and adequate framework flexibility was obtained by self-assembly, namely {[Cd(HL)(BPY)0.5(H2O)]·2H2O}n (1), where H3L=4,4′,4″-(nitrilotris(methylene))tribenzoic acid, BPY=4,4′-bipyridine. Due to the unique structural features, under the stimulation of metal ions (Zn2+/Ni2+/Co2+), 1 gradually transforms into the MOF structures dominated by the corresponding metal ions (2, 3, and 4). During this process, with the exchanges of Cd2+→Zn2+, Cd2+→Ni2+, and Cd2+→Co2+, the free Cd2+ and L3- in the channel of 1 fuse with the backbone, leading to the channel space expansion and secondary building unit (SBU) transformation to form a tunable backbone. The photocatalytic CO2 reduction results show that the new structures obtained by ion exchange do not have a great improvement in catalytic efficiency, but have a great increase in product selectivity (3 demonstrated 100% CO selectivity). |
| Keywords: metal-organic framework ionic stimulation structural transformation photocatalysis carbon dioxide reduction |
| 投稿时间：2023-10-11 修订日期：2023-12-01 |
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| 路新,钱建磊,葛发源,李浩天,郑和根,张传磊.通过金属离子刺激调节金属有机骨架结构用于光催化CO2还原[J].无机化学学报,2024,40(1):209-220. |
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