金(Au)纳米团簇(NCs)具有超小尺寸,丰富的活性位点,大的比表面积和独特的电子结构等优点,被广泛认为是一种理想催化剂。然而,NCs的不稳定性严重阻碍了它们在热,光催化或电催化方面的应用研究。尽管许多固体载体已被用于稳定金属NC的多相催化,但是这些传统的氧化物具有弱的金属-载体相互作用和低比表面积,因而无法有效避免活性NCs的损失或聚结[,从而导致反应过程中催化活性逐渐降低。金属有机框架(MOF)具有超大表面积,有序的孔结构和易于定制等特性。以前的工作主要集中在研究封装在基于MOF的支架中的金属纳米颗粒的策略,NCs-MOF的纳米复合材料很少被研究。基于此,中科院,国科大唐智勇团队通过配位和静电相互作用报道了三种具有不同结构的基于Au25–UiO-66的纳米复合材料(UiO-66@Au25@UiO-66(在由UiO-66制成的内芯和外壳之间夹有Au25),Au25/UiO-66(Au25位于UiO-66的外表面)和Au25@UIO-66(Au25均匀分散在UiO-66基质中))。
文章要点:
1)简单的一步合成Au25/UiO-66和Au25@UIO-66纳米复合材料。然后通过两步法制备了三明治状的UiO-66@Au25@UiO-66纳米复合材料:首先通过湿法浸渍将Au NCs加载到原始UiO-66的表面上,以形成“内核”;然后将“内核”与其他金属前体和配体共同组装,以生长UiO-66的外层壳并由此实现三明治状的UiO-66@Au25@UiO-66纳米复合材料。
2)所制得的三明治状UiO-66@Au25@UiO-66在转化率,选择性和循环性方面表现出出色的催化性能。包括ESR测试在内的一系列实验表明,这种三明治状结构不仅通过增强Au NCs的固定化来提高催化稳定性,而且还通过促进中间体(1O2)的产生保持了高活性和选择性。
简而言之,这项工作提供了将纳米团簇应用于催化,能量转化甚至生物学的策略。
Zhu, Y., Qiu, X., Zhao, S. et al. Structure regulated catalytic performance of gold nanocluster-MOF nanocomposites. Nano Res. 2020
DOI:10.1007/s12274-020-2715-y
https://doi.org/10.1007/s12274-020-2715-y