|
近日，西南大學(xué)發(fā)光與實(shí)時(shí)分析化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李原芳教授、黃承志教授課題組在國(guó)際化學(xué)頂級(jí)期刊《Angewandte Chemie》發(fā)表了題為“Controllable Synthesis of Porphyrin-Based 2D Lanthanide Metal-Organic Frameworks with Thickness- and Metal Node-Dependent Photocatalytic Performances”（可控合成卟啉類二維鑭系金屬有機(jī)骨架實(shí)現(xiàn)厚度和金屬節(jié)點(diǎn)調(diào)控光催化性能https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201913748）論文，報(bào)道了二維金屬有機(jī)骨架可控合成及光催化性能調(diào)控的最新成就，論文第一作者是二年級(jí)分析化學(xué)博士生蔣忠偉。
自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，二維（2D）材料因表面積大、表面能高而展現(xiàn)出獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，是塊體材料所無法達(dá)到的。二維有機(jī)金屬框架（2D MOFs）作為一種新興的2D材料，近來頗受關(guān)注。和其他2D材料一樣，2D MOFs也可通過自上而下（top-down）和自下而上（bottom-up）兩種策略來合成。自上而下策略主要有超聲剝離和離子插層法，自下而上策略主要有三層合成法，表面活性劑輔助法以及模板法等。然而，如何通過簡(jiǎn)單快速的方法在無表面活性劑參與下高效、可控地合成2D MOFs仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
與傳統(tǒng)的3D MOFs晶體相比，2D MOFs具有更大的表面積和更易于接近的活性位點(diǎn)，可以減少擴(kuò)散障礙，促進(jìn)底物與活性位點(diǎn)的接觸，提供快速的質(zhì)量傳輸和電荷轉(zhuǎn)移，在催化領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。因此，2D MOFs催化性能好壞很大程度上決取于厚度。然而，目前關(guān)于厚度對(duì)催化性能的調(diào)控鮮有報(bào)道。此外，金屬節(jié)點(diǎn)在催化過程中起著重要的作用；因此，金屬中心是也可以作為調(diào)控2D MOFs催化性能的一個(gè)因素。
基于以上研究現(xiàn)狀及研究盲點(diǎn)，該工作以具有良好光敏性質(zhì)的卟啉分子（H2TCPP）為配體，以具有相似電子排布結(jié)構(gòu)的鑭系金屬離子（Ce3+、 Sm3+、Eu3+、 Tb3+、Yb3+）為金屬節(jié)點(diǎn)，通過簡(jiǎn)單的微波輔助法，可控合成了一系列不同厚度的卟啉類2D鑭系金屬有機(jī)骨架（2D Ln-TCPP）。結(jié)果表明，厚度越薄，吸光能力越強(qiáng)（與常規(guī)思路相反）；比表面積越大，載流子濃度越高，且電子（e）和空穴（h）分離效率越高。由此發(fā)現(xiàn)納米片越薄，光催化活性越強(qiáng)。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)都證明，由于卟啉配體（TCPP）與Yb3+可發(fā)生有效的能量轉(zhuǎn)移，可促進(jìn)系間躥越。而TCPP的三線態(tài)能級(jí)與Yb3+的2F5/2能級(jí)帶隙小，導(dǎo)致Yb3+的能量可反轉(zhuǎn)給TCPP，延長(zhǎng)了TCPP的三線態(tài)壽命，以至于高的系間躥越效率和三線態(tài)壽命使其光催化活性得到了極大的提高。此外，由于TCPP與Yb3+的能級(jí)匹配較好，其光生電子可有效的傳遞到Y(jié)b3+中心，促進(jìn)了e-h的分離，進(jìn)一步提高了光催化活性。這項(xiàng)工作不僅為二維MOFs納米片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能裁剪提供了基礎(chǔ)的見解，而且為提高光催化性能開辟了新的途徑。
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目以及中央高�；A(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)等項(xiàng)目的資助。
2020金屬板材展，2020金屬板材展會(huì)，2020金屬板材展覽會(huì)，2020金屬板材展會(huì)信息，2020廣州金屬板材展，2020廣州金屬板材展會(huì)，2020 廣州金屬板材展覽會(huì)，鋼板展，鋼板展會(huì)，鋼板展會(huì)信息，2020鋼板展會(huì)，2020廣州鋼板展會(huì)，彩鋼板展，彩鋼板展會(huì)，彩鋼板展覽會(huì)，2020彩鋼板展，2020彩鋼板展覽會(huì)，2020彩鋼板展會(huì)，2020廣州彩鋼板展，2020廣州彩鋼板展會(huì)，2020廣州彩鋼板展覽會(huì)，2020廣東彩鋼板展， 2020廣東彩鋼板展會(huì)，2020廣東彩鋼板展覽會(huì)，2020中國(guó)金屬板材展，2020中國(guó)金屬板材展會(huì)，2020中國(guó)金屬板材展展覽會(huì)，2020線材展，2020線材展會(huì)，2020線材展覽會(huì)，2020廣州線材展，2020廣州線材展會(huì)，2020廣東線材展，2020廣東線材展會(huì)，2020中國(guó)線材展，2020中國(guó)線材展會(huì)，國(guó)內(nèi)最大線材展，國(guó)內(nèi)最大線材展會(huì)，2020線材博覽會(huì)，2020金屬加工展，2020金屬加工展會(huì)，2020金屬加工展覽會(huì)，2020廣州金屬加工展，2020廣州金屬加工展會(huì)，2020廣東金屬加工展，2020廣東金屬加工展會(huì)，2020中國(guó)金屬加工展，2020中國(guó)金屬加工展會(huì)，國(guó)內(nèi)最大金屬加工展，國(guó)內(nèi)最大金屬加工展會(huì)，2020金屬加工博覽會(huì)
|
