优化可见光驱动燃料生产的催化剂材料需要了解复杂且相互交织的过程,包括光吸收和催化剂稳定性,以及质量、电荷和能量传输。这些现象可以在多孔主客体系统中独特地组合(并理想地控制)。为了实现这一目标,我们设计了由作为催化剂的分子复合物和作为光捕获和托管多孔基质的
卟啉金属有机框架(MOF)组成的模型系统。制备了两种具有相同结构单元但不同拓扑的 MOF-
铼分子杂化物(PCN-222 和 PCN-224),包括通过自组装分子识别集成的光敏剂-催化剂二元体系统。这使我们能够研究 MOF 拓扑结构对太阳能燃料生产的影响,与 PCN-224 混合组件相比,PCN-222 组件的太阳能 CO 2转化为 CO 的转化率提高了 9 倍,并且提高了 10 倍与均相催化剂-
卟啉二元体相比。催化、光谱和计算研究发现更大的孔和有效的激子跳跃可以作为性能增强剂,并进一步揭示了 MOF 特定的、波长依赖的催化行为。因此,CO