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光化学反应催化剂为现代工业奠定了坚实的基础。近年来，金属有机框架（MOFs）由于其结构的多样和可调性，在设计光催化剂以应对能源和环境挑战方面具有特有的优势，在化学研究领域引起了广泛的关注。基于这些挑战，四川大学/南京师范大学刘犇教授和斯德哥尔摩大学黄哲昊研究员提出了一系列新颖的多元金属有机框架（MTV-MOF），称为MTV-MIL-100，并用作为光催化剂的设计平台。它们是通过将芳香族羧酸和AB₂OX₃双金属簇连接在一起而构成的（A，B为金属离子，O为氧原子，X为H₂O分子或OH-阴离子）。通过简易的溶剂辅助法，可灵活调控双金属簇以增强和微调晶体材料的电子结构。此外，可以利用MOF结构的高孔隙率来改善光催化过程中的物质传输。密度函数理论计算同时表明，AB₂OX₃中调控B位点金属离子可以改变MTV-MIL-100的电子结构。结合这些关键优势，MTV-MIL-100（Ti，Co）用于光催化氨硼烷水解析氢，转换频率为113.7 mol_H2 g_cat.^-1min^-1，空时收率为4.96×10^-5。四川大学和南京理工大学联合培养博士研究生汪洋和四川大学博士研究生吕浩为论文的共同第一作者。

背景介绍

TiO₂由于其高催化活性、高稳定性和丰富的资源储存，已成为光催化的主要材料。但低的孔隙度一定程度上限制了其性能的提升。MOF是一种具有永久孔隙度的无机-有机杂化材料，具有非常高的表面积。更重要的是，与传统的材料相比，MOF是利用超分子和框架化学来构筑新颖单元结构，具有更多的设计可能和多样性。通过合理选择金属节点和有机连接基，可以调整MOF的光学响应、电子结构和结合能，这使得MOF成为一类有前景光催化剂，可用于人造光合作用、有机物的降解、水氧化等。此外，可以通过金属掺杂得到包含多金属MOF，其属于多元MTV-MOF的子类；这类MOF不同组件之间可能会产生协同效应，实现更佳性能。Ti-oxo团簇是广受研究的二级结构单元，可以作为TiO₂纳米粒子的类似物，实现光催化性能。但是，Ti-oxo团簇的形成条件苛刻且通常与MOF结晶的条件不相容。到目前为止，只有不到30种Ti基MOF被报道，而Ti基的MTV-MOF更加稀缺。

此论文提出了一种溶剂辅助合成方法，实现了对MOF结构和组分的高度可调。该MOF的核心基于具有明确定义的AB₂OX₃原子结构的三核簇，其中A位点上的过渡金属离子通过桥接μ₃-O与B位点上的另两个离子连接，而X位点（-OH或H₂O）作为末端物种与A-和B-位置协调（图1<span style="max-width: 100%;font-family: 黑体;box-sizing: border-box !important;ov

未完待续