武汉大学郎贤军ACS Catalysis:将TEMPO集成到Zr-MOF中,协同光催化硫化物选择性氧化

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金属有机框架(MOF)因其适应性强的结构单元而成为有前途的可见光光催化剂。原则上,可以通过将氧化还原介质整合到MOF中来协同光催化以一步优化其活性。考虑到PCN-222(由Zr6(μ-OH)8簇和羧基卟啉配体组成)丰富的中孔和可接近的羟基结合位点,武汉大学郎贤军课题组将其与HOOC-TEMPO结合,并将其用于光催化硫化物的选择性氧化。

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研究人员还使用PCN-226作为对照物,并且HOOC-TEMPO在光照前直接加入反应体系。实验结果表明,PCN-222与HOOC-TEMPO对由660 nm红光驱动的硫化物选择性氧化产生了协同影响。相比之下,没有可接近的羟基位点的PCN-226与HOOC-TEMPO组合所产生的光催化作用并不明显。

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密度泛函理论(DFT)计算表明,HOOC-TEMPO可以通过二齿模型自发吸附在Zr6(μ-OH)8簇上;由于缺乏Zr6(μ-OH)8的结合位点,TEMPO被证明在促进硫化物在PCN-222上的氧化方面不如HOOC-TEMPO有效。因此,HOOC-TEMPO与PCN-222的共价整合对于协同光催化多种有机硫化物选择性好氧氧化的有效性和持久性至关重要。这项工作表明,多功能平台MOF可以与氧化还原介质相结合,以实现有效的光催化选择性转化。

Integrating TEMPO into a Metal-Organic Framework for Cooperative Photocatalysis: Selective Aerobic Oxidation of Sulfides. ACS Catalysis, 2022. DOI: 10.1021/acscatal.2c02519 DOI: 10.1021/acscatal.2c02519


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