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中科大,Nature Chemistry!

纳米人  · 公众号  · 化学  · 2024-08-13 08:52
    

主要观点总结

中国科学技术大学江海龙教授和江俊教授团队发现一种基于金属有机框架(MOF)的光催化剂CFA-Zn,具有改善光催化性能的策略。该材料通过抑制电荷复合,实现可见光催化全解水。其关键挑战在于保证电荷分离状态,合成的MOF具有Zn2+节点和两个化学结构相同但晶体学不同的配体,具有能带不重叠的电子供体-电子受体特点。在光激发状态下,MOF发生结构动态扭转,阻止辐射弛豫淬灭,得到更长的电荷分离态寿命。该策略有望应用于其他光化学反应中。

关键观点总结

关键观点1: 研究发现一种新的光催化剂CFA-Zn,基于金属有机框架(MOF),能够抑制电荷复合。

通过简单的溶剂热合成技术合成CFA-Zn,具有高晶化度、大比表面积和高半导体性质等特点。

关键观点2: CFA-Zn能够实现可见光催化全解水。

其关键在于保证电荷分离状态,合成的MOF具有特殊的电子供体-电子受体特点,能够在光激发状态下发生结构动态扭转,阻止辐射弛豫淬灭。

关键观点3: 该研究为其他光催化剂提供了启示。

动态激发态结构扭转策略有望应用于其他光催化反应中,拓展其应用范围。


文章预览

第一作者: Kang Sun, Yan Huang 通讯作者:江海龙教授、江俊教授 通讯作者单位:中国科学技术大学               重要观点和内容: 1. 发现形成扭曲结构有助于稳定激发态,增强光催化性能; 2. 发现一种改善光催化性质的策略; 3. 通过表征和理论计算研究光生电荷的性质。 图1. CFA-Zn光催化全解水示意图               光催化全分解水是具有前景的太阳能制氢技术,对于这项技术的关键挑战是保证电荷分离状态。 有鉴于此, 中国科学技术大学江海龙教授、江俊教授等 报道通过MOF能够抑制电荷复合。合成的MOF含有Zn 2+ 节点和两个化学结构相同但是晶体学不同的配体。这种配体具有能带不重叠的电子供体-电子受体特点, 在光激发状态,MOF能够发生结构动态扭转,电子轨道发生重排,阻止辐射弛豫淬灭,因此得到更长的电荷分离态寿命 。这种MOF材 ………………………………

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