一种多功能异金属微孔MOF材料，用于光催化制氢

《Small》：A Versatile Heterometallic Microporous MOF for Photocatalytic Hydrogen Generation

　　

摘要

光催化颗粒系统提供了一种经济高效的太阳能氢气生产方法，但通常受到可见光吸收范围狭窄和稳定性较差的限制。在这里，我们报道了一种异金属MOF（MIP215(Zr^IV/M^II)（其中M^II = Cu或Ni）家族，该材料由8个Zr₆氧簇和4个吡唑酸盐-羧酸配体通过一种一步法、室温下仅使用水的合成方法制备而成。所得到的4,8连接的scu框架具有一维微孔通道，在水和有机介质中表现出良好的化学稳定性，并且在脱水/再水化过程中具有可逆的溶剂响应性。基于Cu或Ni的固体都展示了宽广的可见光吸收范围，可达约800纳米，并且在模拟阳光条件下适用于在水/甲醇中释放H₂。在没有共催化剂的情况下，MIP215(Zr/Cu)在5小时内的持续活性超过1 mmol·g^?1 H₂，而MIP215(Zr/Ni)虽然初始反应速率较高，但稳定性较低，这与观察到的金属浸出和结晶度损失现象一致。基于时间依赖的密度泛函理论计算表明，配体到金属的电荷转移状态位于配体上，这些状态控制了光催化反应，强调了光物理性质在Cu基材料优异性能中的作用，而不仅仅是热力学驱动力。这项工作建立了一种绿色且可扩展的方法，用于制备具有可调光活性的稳健、灵活的异金属MOFs，以实现高效、无贵金属的太阳能氢气生产。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

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