在CdS-QDs@ZrMOF-SH结构中精确设计的Cd–S键，旨在增强光催化CO2还原性能

《Dalton Transactions》：Precisely engineered Cd–S bonds in CdS-QDs@ZrMOF-SH toward enhanced photocatalytic CO2 reduction

量子点共价键调控催化性能研究

　　

尽管共价异质结已被广泛证明可以增强量子点的分散性和电荷转移效率，但共价键强度和密度对催化性能的调控机制仍是一个尚未探索的领域。共价键的强度决定了界面电子耦合效率，这对电荷传输至关重要；而过高的键密度则不可避免地会影响量子点的尺寸（这对快速的质量/电荷传输至关重要）以及分散均匀性（这对活性位点的数量至关重要）。在这项研究中，通过调节界面共价相互作用，合成了一系列CdS QDs@UiO-66-X复合材料（X = OH, NH?, SH, (SH)?）。其中，使用CdS QDs@UiO-66-(SH)?（配体为2,5-二巯基对苯二甲酸）来研究SH的密度和催化能力。全面的表征和分析表明，单巯基（–SH）官能化的ZrMOF通过强定向的Cd–S键与CdS量子点相互作用，使得量子点在MOF孔内均匀分散，并具有优异的结构稳定性。利用–SH基团带来的优异分散性和稳定性，优化后的CdS负载量（31.24 wt%）在ZrMOF中实现了365.61 μmol g?1 h?1的高CO?还原速率和95.6%的CO选择性。这表现出显著的循环耐久性，在三十次反应循环后仍保留了86.3%的初始活性。这项工作强调了调控共价键在促进高效电荷分离和传输方面的关键作用，从而显著提高了光催化性能。