光响应吸附剂因其在光照射下的可定制性能而受到重视。这类吸附剂的调节主要基于空间位阻引起的弱(物理)相互作用,而与目标吸附剂的强相互作用调节很少。
近日,南京工业大学孙林兵教授报道了一种新的光响应吸附剂,它具有特定的活性位点与目标吸附质分子发生强烈的相互作用。
文章要点
1)研究人员选取了Cu+这一与CO等一系列吸附剂分子具有特殊π配合作用的有用活性位点,并将其引入典型的MIL-101-NH2中,该MIL-101-NH2上饰有偶氮苯基团(称为M-azo),得到了光响应吸附剂Cu+@M-azo。
2)研究发现,Cu+的络合能力可通过与反式/顺偶氮苯异构体的可变相互作用可逆调节,这使得光照射触发了对吸附容量的调节。结果表明,所制备的智能π配合吸附剂能在N2上选择性吸附CO,有利于Cu+的配合作用。通过紫外和可见光交替照射,CO在Cu+@M-azo上的吸附量变化可达54%。相反,N2在Cu+@M-azo和CO在MIL-101-NH2载体上变化不大。
3)密度泛函理论(DFT)计算表明,在紫外光照射下,顺式偶氮苯的形成导致Cu+的静电电位(-0.038 eV)下降,随后活性位点被遮蔽。相反,可见光照射可以恢复反式偶氮苯,导致Cu+的静电势增强(0.008 eV),从而暴露活性位点。
参考文献
Yu-Xia Li, et al, Reversible light-controlled CO adsorption via tuning π-complexation of Cu+ sites in azobenzene-decorated metal-organic frameworks, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202212732
https://doi.org/10.1002/anie.202212732