通过快速传输路径有效传输载流子对于太阳能驱动的二氧化碳还原中优异的光催化还原性能至关重要，但通过可行的化学手段有效调节光敏基序之间的电子传输路径仍然具有挑战性。

在这项工作中，中科院高能物理所Lei Mei，Wei-Qun Shi提出了一种热诱导策略，使用具有大离子半径和高配位数的钍离子作为配位不稳定金属节点，精确调节卟啉金属有机框架的光活性基序之间形成的快速电子传输途径。

文章要点

1）结果，晶体转变前后骨架中卟啉分子的堆积模式发生了巨大变化，导致MOFs中光生载流子的分离效率显着差异。

2）IHEP-22(Co)光催化还原CO2为CO的速率达到350.9 μmolh⁻¹·g⁻¹，是IHEP-21(Co)的3.60倍，IHEP-23(Co)的1.46倍）。

3）光电化学表征和理论计算表明，卟啉分子之间形成的电子传输通道抑制光生载流子的复合，从而实现光催化CO₂还原的高性能。利用原位电子顺磁共振、原位漫反射红外傅里叶变换光谱、原位扩展X射线吸收精细结构光谱和理论计算阐明了CO₂与IHEP-22(Co)的相互作用机理。

这些结果为调控CO₂还原光催化剂中载流子的有效分离和迁移提供了一种新方法，将有助于指导设计和合成用于生产太阳能燃料的性能优越的光催化剂。

参考文献

Zhi-Wei Huang, et al, Thermally Induced Orderly Alignment of Porphyrin Photoactive Motifs in Metal−Organic Frameworks for Boosting Photocatalytic CO2 Reduction, J. Am. Chem. Soc., 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c07047

https://doi.org/10.1021/jacs.3c07047