激光嵌入金属簇实现的耦合振荡-分子振动（COF@MOF）双重动力学工程，用于高效的光催化氢化反应

《Advanced Materials》：Dual Dynamics Engineering in COF@MOF Enabled by Laser-Embedded Metallic Clusters for Efficient Photocatalytic Hydrogenation

光催化产氢效率低下的主要障碍是CO还原动力学缓慢及光生载流子动态不足，通过激光原位嵌入Pt团簇到COF@MOF异质结构中，在COF基体实现载流子动态优化，在MOF界面调控CO还原路径，形成协同增效机制。该策略使C-O键选择性加氢效率达100%，制备出活性最高Pt基光催化系统，氢气产率达125.48 mmol g?1 h?1，同时提供普适性强且易扩展的金属团簇嵌入方法。

　　

摘要

光催化氢化可以将太阳能和生物质资源转化为高价值的化学品，但受到CO还原速率缓慢以及光生载流子动态不足的制约。本文提出了一种将激光生成的金属簇嵌入到共价有机框架-金属有机框架（COF@MOF）杂化材料中的方法，并验证了该方法的有效性，从而克服了这些挑战。该方法生成的活性氢物种能够实现接近100%的选择性C─O键氢化。原位激光嵌入技术可以精确控制金属簇在COF内部及COF@MOF界面处的分布，优先促进CO的还原而非CC的还原。嵌入在COF中的Pt簇作为催化剂活性位点，促进COF的生长，并通过优化能带排列在异质界面形成物理连接和载流子传输通道。由于这种双重动态特性的改善，本研究实现了100%的四氢呋喃醇产率，这是迄今为止所有呋喃氢化催化剂中最高的产率。通过对Pt簇负载量的进一步调控，氢气生成速率可达到125.48 mmol g^?1 h^?1，使其成为迄今为止报道的最活泼的基于Pt的光催化体系。这种双重动态调控策略具有通用性，易于应用于多种金属簇和异质结构，为提高光催化氢化效率提供了有效途径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

本研究的支持数据可在本文的补充信息中找到。