Angew：C60-MOF组装构筑高性能制氢光催化剂

纳米技术

2023-01-14

构筑高性能的MOF光催化剂通常面临着较低的电荷分离以及缓慢的电荷转移动力学问题。

有鉴于此，清华大学朱永法、太原理工大学蒙海兵(Haibing Meng)等报道发展了一种新型MOF光催化剂，这种光催化剂在纳米尺寸Zr-MOF(NU-901)内部组装C₆₀，由于主客体相互作用和不平衡的电荷分布，在C₆₀@NU-901光催化剂中产生非常大的静电电势，因此构筑产生内建电场，导致C₆₀@NU-901的内建电场强度达到NU-901的10.7倍。通过较强的内建电场，导致光生电荷载流子更加容易分离并且转移到光催化剂的表面。

本文要点

（1）

当用于光催化制氢反应，C₆₀@NU-901的性能达到22.3 mmol g^-1 h^-1，性能达到各种MOF报道的最好结果。这项工作通过主客体相互作用方式为发展具有高活性的太阳能-化学能转化材料提供帮助。

（2）

C₆₀和NU-901之间通过主客体相互作用，实现了强内建电场，而且C₆₀能够提供额外的电荷转移通道，因此改善电荷传输动力学，在光催化制氢反应中的量子效率达到0.45 %（420 nm）。

参考文献

Liping Liu, Haibing Meng, Yongqiang Chai, Xianjie Chen, Jingyi Xu, Xiaolong Liu, Weixu Liu, Dirk M. Guldi, Yongfa Zhu, Enhancing Built-in Electric Fields for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution by Encapsulating C60 Fullerene into Zirconium-Based Metal-Organic Frameworks, Angew. Chem. Int Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202217897

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202217897