Angew. Chem. ：MOF激发态调控促进光合成

金属有机框架(MOFs)作为一类多孔晶态材料，具有明确的结构和良好的稳定性，被认为是集成催化中心与光敏中心构筑高效光合成系统的理想平台。然而，现有光敏性MOF材料普遍受限于可见光吸收能力弱、激发态寿命短，严重阻碍了界面电子传输和太阳光利用。如何提升MOF材料光敏化能力进而大幅度提升人工光合成效率是当前面临的重要挑战。

近日，天津理工大学鲁统部&张志明教授团队通过发色团敏化策略调控MOF材料的激发态分布提升光敏化能力，构建3IL型强敏化MOFs (UiO67-Ir-Cou 6)。为加速框架内电荷转移，进一步耦合钴、铜单点催化剂构筑复合光催化剂(UiO67-Ir-Cou 6/M，M = Co/Cu)。

进而将上述MOF复合催化剂用于光催化产氢、CO2还原和有机光合成，系统考察其光催化性能。UiO67-Ir-Cou 6/Co展现出极高的析氢活性，析氢产率为26844.6 μmol/g，比传统UiO67-Ir-ppy/Co提升了109倍。UiO67-Ir-C6/Cu展现出优越的光催化CO2还原性能，甲酸产率高达4807.6 μmol/g。此外，UiO67-Ir-C6的光氧化能力显著优于传统UiO67-Ir-ppy。系统研究表明，与传统UiO67-Ir-ppy/M相比，UiO67-Ir-Cou 6/M的可见光吸收能力、界面电子传输能力以及框架内的电子传输效率显著提升，进而大幅度提升人工光合成效率。

该工作独辟蹊径，通过在分子层面精准调控光敏中心，显著提升MOF材料光敏化能力，加速界面、框架内电荷转移，提升太阳光利用率，进而极大提升人工光合成效率，开辟了发展新型高效MOFs光催化剂的新思路。

论文信息

Switching Excited State Distribution of Metal-Organic Framework for Dramatically Boosting Photocatalysis

Dr. Song Guo, Li-Hui Kong, Ping Wang, Dr. Shuang Yao, Prof. Tong-Bu Lu, Prof. Zhi-Ming Zhang

文章的第一作者是郭颂博士和硕士生孔丽辉

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202206193