金属有机框架(MOFs)已被证明是光催化的绝佳平台。然而,为了抑制电子-空穴的复合,Pt助催化剂的使用通常是不可避免的,特别是在光催化产H2中,这大大限制了其实际应用。近日,中科大Hai-Long Jiang等首次报道了将单分散,小尺寸,无贵金属的过渡金属磷化物(TMP,例如Ni2P,Ni12P5)掺入代表性的MOF中,UiO-66-NH2 ,用于光催化产H2。
本文要点:
1)与母体MOF及其物理混合物相比,两种TMPs@MOF复合材料均显示出显著提高的H2生产率。
2)热力学和动力学研究表明,具有与Pt相似的能力的TMPs极大地加速了连接基到簇的电荷转移并促进了电荷分离,并降低了产H2的活化能。
3)研究结果表明,Pt助催化剂虽然在热力学上是有利的,但Ni2P在产H2动力学上更有优势,这也是Ni2P@UiO-66-NH2的活性高于Pt@UiO-66-NH2的原因。
该工作不仅将使人们对MOFs复合材料中的电荷转移有更深入的了解,而且还将为建立高效,不含贵金属的MOFs基乃至其它多孔材料基光催化体系提供启发。
Kang Sun, et al. Incorporating Transition Metal Phosphides into Metal‐Organic Frameworks for Enhanced Photocatalysis. Angew. Chem. Int. Ed., 2020
DOI: 10.1002/anie.202011614