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铋基金属-有机骨架中有机配体质子化的扩展光吸收和改进的电荷分离

论论资讯 | 2023-05-14 4热度

Chemistry - A European Journal

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Extended Light Absorption and Improved Charge Separation by Protonation of the Organic Ligand in a Bismuth Based Metal-Organic Framework

Lei Longfei; Liu Yuanyuan; Zhang Yujia; Zhang Caiyun; Li Yujie; Wang Zeyan; Wang Peng; Zheng Zhaoke; Cheng Hefeng; Dai Ying; Huang Baibiao

Published:2023-05-10
DOI:10.1002/chem.202300843

研究背景

光催化技术是一种环保、高效、可持续的方法,被广泛应用于环境污染治理和有机合成反应等领域。然而,当前常用的光催化材料如钛酸盐和二氧化钛等存在着光吸收范围窄、光生电子-空穴对复合速率快等问题,限制了其在实际应用中的效率。因此,研究新型的光催化材料及其性能优化具有重要的现实意义。

研究内容

德国化学杂志上发表的一篇论文报告了一种新的方法,通过质子化有机配体中的氮原子来扩展金属-有机框架(MOFs)的光吸收范围和改善其光催化活性。研究人员合成了一种质子化的基于铋的MOF(Bi-MMTAA-H,MMTAA = 2-巯基-4-甲基-5-噻唑乙酸),并发现它比通过回流法合成的具有相同单晶结构的Bi-MMTAA-R表现出更广泛的可见光吸收。进一步研究发现,这种红移的光吸收是由于MMTAA中噻唑环中的氮原子被质子化所致。此外,这种质子化还有助于电荷分离和转移,并提高了对α-蒎烯选择性氧化为p-环二甲基苯的光催化活性。

研究意义

这项研究提供了一种新的思路,即通过质子化有机配体中的氮原子来扩展MOFs的光吸收范围和改善其光催化活性。此外,该研究还揭示了质子化对MOFs光物理和光化学性质的影响,为MOFs的性能优化提供了新的思路。这项研究对于开发新型的高效光催化材料具有重要的科学和应用价值。

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