在二维铜-有机框架中对层间堆叠的可逆调制,以量身定制多孔性和光催化活性
Pei-Ye You1, Kai-Ming Mo1, Yu-Mei Wang1
1College of Chemistry and Materials Science, and Guangdong Provincial Key Laboratory of Functional Supramolecular Coordination Materials and Applications, Jinan University, Guangzhou, 510632, PR China.
Nature communications
|January 3, 2024
概括
研究人员开发了具有可逆层间滑动的2D铜-有机框架 (2D COF). 这使得可控的脂酶封装和化学反应的增强光催化活性成为可能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 在二维共价有机框架 (2D COF) 中层间堆叠显著影响它们的特性,包括孔隙性,催化活性和电子/光学特性.
- 在二维COF中,对二层间堆叠模式的精确和可逆控制仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 为了合成 2D 铜-有机框架 (2D COFs) 与可调节的层间堆叠.
- 研究可逆层间滑动对材料性能和催化性能的影响.
- 为了实现可逆的酶封装和释放,使用受控堆叠.
主要方法:
- 三个二维铜有机框架的合成:JNM-7,JNM-8和JNM-9.
- 环境刺激以诱导可逆的介层滑动在被遮蔽的AA和分层的ABC堆叠之间.
- 结构性质,电子性质,光学性质和光触媒性质的表征.
- 在氧化交叉合反应中评估脂酶封装/释放和光催化活性.
主要成果:
- 通过环境刺激成功准备了JNM-n (n=7,8,9) 框架,通过环境刺激在AA和ABC堆叠之间显示可逆的间层滑动.
- 与ABC相比,AA叠加变体 (JNM-7-AA,JNM-8-AA) 显示出更广泛的光吸收和更高的电荷分离效率.
- JNM-7-AA和JNM-8-AA显示了增强的光催化活性,使O2对单片氧 (1O2) 和超氧化基 (O2•−) 敏感.
- 与JNM-8-ABC和现有的催化剂相比,JNM-8-AA对氧化交叉合反应的光催化活性显著提高.
结论:
- 在二维COF中可通过环境刺激实现可逆层间滑动,从而实现可控的功能化.
- 在JNM-7和JNM-8框架中的AA堆叠模式导致优越的电子和光学性能,提高光催化性能.
- 这些发现为设计用于催化和其他应用的可调节性质的先进二维COF提供了有希望的策略.
