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恶果简介
想象和合成具有细密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复原，是一项有诱导力但具有挑战性的任务。基于此，吉林大学于吉红院士、刘云凌教师和李激扬教师（共同通信作家）等东说念主报说念了一种新的聚合率领发光（AIE）活性配体四苯基吡嗪（PTTBPC），并初度愚弄它与雄厚的Zr-oxo簇协作构建了Zr-MOFs光催化剂（定名为Zr-PTTBPC），具有CO2吸推奖光复原的空洞功能。Zr-MOF的特色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。在不同的液相条目下，所制备的MOFs具有超高的雄厚性，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，并能保合手至少3次轮回的服从，可与提高的纯卟啉基MOFs、其他MOFs偏激复合材料相比好意思。通过载流子能源学研讨和表面缠绵，优异的催化性能主要归因于孔隙结构、专有的光活性AIE配体和双金属催化位点之间的内在协同作用。本研讨展示了一种基于AIE配体的新式MOF光催化剂偏激在光催化C1转换中的应用前途。干系责任以《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、副教师、教师、博士生导师；1999年赢得国度隆起后生科学基金资助；2000年赢得首届高校后生教师奖；2004年受邀为瑞典斯德哥尔摩大学客座教师；2011年担任国度重心基础研讨发展筹划首席科学家；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年赢得海外隧说念与应用化学辘集会化学化工隆起女性奖；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、党委副布告。
于吉红永久从事无机多孔功能材料的合成与制备化学研讨。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扩充主编。主要研讨标的为分子筛纳米孔材料的想象合成偏激在能源、环境和新兴范围的应用。区分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，赢得海外隧说念与应用化学辘集会（IUPAC）化学化工隆起女性奖，“寰球尺度教师”荣誉称呼等。
图文解读
受网状化学战略的启发，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，合成进程更简便。扫尾H4PTTBPC具有较强的光收受和光引发性能。遴荐雄厚性高的Zr-oxo簇与配体配位彩娱乐，在配位进程中通过诊疗溶剂来截止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（区分定名为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，造成不迷漫配位。
图1.基于AIE配体的Zr-MOF光催化剂的想象旨趣浮现图
Zr-PTTBPC的特色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，其结构属于I4/mmm的四方体系和空间群。H4PTTBPC配体被浮现为一个四通顺的平面四边形，而8-通顺的Zr6簇被刻画为一个长方体。[Zr6O4(OH)8(H2O)4]簇具有结尾H2O和-OH基团，可行动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，彩娱乐官网而是具有笼状结构的轮流罗列，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发扬出的雄厚性达到3天。
图2.结构特征
图3. PXRD谱图、CO2吸推奖解吸等温线
图4.模样与结构表征
在东说念主工CO2复原光催化下，在CO2迷漫CH3CN/H2O溶液中，在420 nm LED灯光照下，跟着响应本事的延迟，CO的生成量权贵加多，且该催化体系内未检测到液体副居品。Zr/Co-PTTBPC响应12 h后CO的推行产率最高，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产率区分为6.6 μmol g h−1和34.5 μmol g h−1，了得了金属中心在CO2光复原中的伏击作用。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）缠绵发现，Zr/Co-PTTBPC的速度决定程序（RDS）服气为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，确认Co金属位点的引入不错有用吸附CO2分子，镌汰*COOH中间体的能垒，促进了高效的光催化CO2复原活性。表面缠绵标明，对比Zr/Ni-PTTBPC，Zr/Co-PTTBPC对CO2的吸推奖复原更占上风。同期，Zr/Co-PTTBPC比Zr/Ni-PTTBPC发扬出更高的电荷分离和转换智力，使得Zr/Co-PTTBPC成为一种很有前途的CO2复原光催化剂，CO产率达到293.2 μmol g h−1，可与其他MOFs偏激复合材料相比好意思。
图5.催化性能
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Metal-Modified Zr-MOFs with AIE Ligands for Boosting CO2 Adsorption and Photoreduction.Adv. Mater.彩娱乐, 2025, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202407154.