近年来，多金属氧酸盐（POMs）包裹的金属−有机骨架（MOFs）复合材料在光催化领域备受关注。POMs和MOFs在这一领域都引起了极大的关注。此外，为了促进POMs和MOFs之间的电荷转移和分离，可以通过理论和实验分析来匹配它们的能级，但它们各自的应用受到一些缺陷的阻碍，如可见光利用效率较低。而MOFs和POMs的结合可同时避免它们的缺点。值得注意的是，具有高比表面积和长程有序结构的MOFs保证了POMs的均匀分布，这不仅可以防止POMs的自聚集，而且可以暴露出更多的催化活性中心。POM@MOF复合材料由于具有超高的孔隙率、较大的比表面积和优异的电子氧化还原能力等独特的优点，被认为是一种很有前途的光催化材料。
基于此，中国科学院重庆绿色与智能技术研究所Ming Chen，湖南大学程敏教授总结和讨论了基于POM@MOF复合材料的可见光驱动光催化应用的研究进展，重点总结了提高光催化性能的POM和MOF之间的协同效应。
文章要点
1）结构精准的POM@MOF复合材料既发挥了POM和MOF的优点，又避免了各自的缺点。MOF的多孔结构使得POMs在水溶液中分布均匀，提高了其在水溶液中的稳定性，而POMs具有丰富的活性中心和优异的捕获光激电子的能力，可以有效地延缓光激载流子的复合，从而提高光催化过程的效率。
2）在过去的几年里，一些高稳定性和可重复使用的POM@MOF复合材料已经被应用于几种光催化反应，包括光催化水分解、CO2还原、污染物降解和有机物的选择氧化。
3）一般来说，这些复合材料可以通过浸渍或包覆的方法合成。在第一种情况下，POM自发地渗透到溶液中的MOF的孔隙中。此外，第二种策略涉及在POM周围形成MOF的情况下，通常是在溶剂热条件下。由于POM@MOF复合材料的独特优点，这些材料将为开发可见光驱动的光催化替代催化剂提供独特的机会。4）然而，尽管POM@MOF在光催化领域已经取得了很大的进展，但这一领域的研究还处于起步阶段，因此还需要大量研究来开发用于光催化POM@MOF， 主要包括：i）迄今为止，POM@MOF复合材料在这一领域的应用大多局限于光催化分解水和降解污染物；ii）目前，POM@MOF光催化剂主要集中在经典的多金属有机化合物上；iii）大多数工作仍在实验室规模上进行，主要采用模拟的可见光；iv）迫切需要可扩展、低成本的制备POM@MOF复合材料的方法；v）大力开发使用方便、可回收利用的POM@MOF光催化剂；vi）POM@MOF复合材料的可控设计和合成仍然是该领域的一大挑战；vii）为了进一步探索这些复合材料的结构特征，迫切需要发展原位和operando分析方法；viii）大力开发无助催化剂的POM@MOF光催化水分解系统或开发高效的用于POM@MOF光催化体系的非贵金属助催化剂；viiii）目前，仍需要进一步研究许多POM@MOF基光催化剂的光催化机理。
参考文献
Yang Liu, et al, Polyoxometalate@Metal−Organic Framework Composites as Effective Photocatalysts, ACS Catal.2021
DOI: 10.1021/acscatal.1c03866
https://doi.org/10.1021/acscatal.1c03866
