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综述:形貌调控的金属有机框架材料及其增强光催化性能
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月28日 来源:Coordination Chemistry Reviews 20.3
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这篇综述系统阐述了金属有机框架(MOFs)形貌调控对光催化性能的增强机制,首次全面分析了17种MOFs形貌(如纳米片、空心结构、核壳结构等)在电荷转移、光吸收和活性位点暴露中的关键作用,为设计高效MOFs基光催化剂(CO2RR、H2生产等)提供了新视角。
Abstract
金属有机框架(MOFs)因其可调结构、高比表面积和多功能性革新了光催化领域。本综述首次系统探讨了MOFs形貌对光催化效率的深远影响,揭示了形貌调控在优化电荷转移、光吸收和活性位点暴露中的核心作用。
Introduction
全球能源需求激增与化石燃料的环境问题催生了太阳能转化技术的快速发展。光催化技术通过光催化剂(如MOFs)将太阳能转化为化学能,在H2生产、CO2还原(CO2RR)和有机合成中展现出巨大潜力。与传统催化剂(金属氧化物、量子点等)相比,MOFs的配体-金属电荷转移(LMCT)特性显著提升了光捕获效率。
Key factors affecting MOFs morphology
MOFs形貌受缺陷、孔隙率、前驱体、溶剂和合成方法(水热法、微波辅助法等)调控。例如,表面活性剂可诱导纳米片形成,而溶剂极性影响核壳结构的组装。
Nanosheets
二维纳米片(NS)凭借高比表面积和短电荷扩散路径,有效抑制电子-空穴复合。例如,Co-MOF-74纳米片的光催化CO2RR活性较块体材料提升3.8倍。
Conclusions and future prospective
MOFs形貌工程为光催化剂设计开辟了新途径,未来需探索多形貌协同效应及规模化制备技术,以推动其在能源与环境领域的实际应用。
Authors Contribution
所有作者均参与稿件撰写并审核终稿。
CRediT authorship contribution statement
Hamid Ali和Obaid Iqbal主导概念设计与初稿撰写;Basem Al Alwan等负责数据验证;Yasin Orooji等参与资源整合。
Declaration of competing interest
作者声明无利益冲突。
Acknowledgments
感谢沙特国王大学(项目R.G.P. 2/335/46)和广东省教育厅(项目2024KCXTD064)的资助支持。
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