Designing 1-nm-Thick MOF Nanosheets with Donor–Acceptor Complexes for Photosynthesis of H2O2 Using Water and Dioxygen Only

接受者 材料科学 分解水 光合作用 人工光合作用 纳米技术 化学工程 化学 催化作用 光催化 物理 有机化学 生物化学 工程类 凝聚态物理
作者
Yu‐Xia Li,Yi Hu,Ho-Sub Bae,Juanshan Du,Shen Zhao,Donglai Pan,Wonyong Choi
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c11606
摘要

Artificial photosynthesis of hydrogen peroxide (H2O2) presents a promising environmentally friendly alternative to the industrial anthraquinone process. This work designed ultrathin metal–organic framework (MOF) nanosheets on which porphyrin ligand as an electron donor (D) and anthraquinone (AQ) as an electron acceptor (A) are integrated as the D–A complexes. The porphyrin component allows the MOF nanosheets to absorb full-spectrum solar light while the acceptor AQ motif promotes central aluminum ion coordination, hindering layer stacking to achieve a thickness of 1.0 nm. The ultrathin D–A design facilitates the separation of electrons from the MOF skeleton to the AQ motif, which induces the direct two-electron oxygen reduction reaction (ORR) mediated by the reversible redox couple of AQ-AQH2 and multielectron water oxidation reaction (WOR) driven by holes remaining on the porphyrin part. In O2-saturated water, the ultrathin MOF nanosheets outperformed the AQ-free bulk and multilayered counterparts by 2.9 and 2.6 times in H2O2 production, respectively, achieving the apparent quantum yield of 4.8% at 420 nm. It also surpasses other benchmark photocatalysts, including the typical MOF photocatalyst, MIL-125-NH2, and organic polymeric photocatalysts. The ultrathin D–A MOF photocatalyst generated H2O2 via both two-electron ORR as a major path and two-electron WOR as a minor path. This approach presents a promising strategy for the rational design of efficient nanostructured photocatalysts for solar fuels and chemicals.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yi完成签到,获得积分10
1秒前
meiyang完成签到 ,获得积分10
1秒前
花朝唯完成签到 ,获得积分10
5秒前
清净163完成签到,获得积分10
6秒前
105完成签到 ,获得积分10
9秒前
Regina完成签到 ,获得积分10
11秒前
wBw完成签到,获得积分10
13秒前
devilito完成签到,获得积分10
16秒前
张西西完成签到 ,获得积分10
18秒前
无极2023完成签到 ,获得积分10
19秒前
xuexinru完成签到,获得积分20
19秒前
onevip完成签到,获得积分10
20秒前
研友_8Y05PZ完成签到,获得积分10
20秒前
GYX完成签到 ,获得积分10
22秒前
三跳完成签到 ,获得积分10
25秒前
ghost完成签到 ,获得积分10
26秒前
终究是残念完成签到,获得积分10
27秒前
Ava应助啊嚯采纳,获得10
29秒前
chun完成签到 ,获得积分10
36秒前
石大伟完成签到 ,获得积分10
37秒前
起风了完成签到 ,获得积分10
38秒前
xyl_507完成签到 ,获得积分0
40秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
WXM完成签到 ,获得积分10
56秒前
妮子拉完成签到,获得积分10
1分钟前
乐乐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhaoxiao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wei完成签到 ,获得积分0
1分钟前
echo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高海龙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
fusheng完成签到 ,获得积分10
1分钟前
碧蓝雁风完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xiahongmei完成签到 ,获得积分10
1分钟前
laohu完成签到,获得积分10
1分钟前
睡觉王完成签到 ,获得积分10
1分钟前
yukeshou完成签到 ,获得积分10
1分钟前
浮生完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhaoxiaonuan完成签到,获得积分10
1分钟前
ChemPhys完成签到 ,获得积分10
1分钟前
北辰完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Sustainability in Tides Chemistry 1500
Handbook of the Mammals of the World – Volume 3: Primates 805
拟南芥模式识别受体参与调控抗病蛋白介导的ETI免疫反应的机制研究 550
Gerard de Lairesse : an artist between stage and studio 500
Digging and Dealing in Eighteenth-Century Rome 500
Queer Politics in Times of New Authoritarianisms: Popular Culture in South Asia 500
Manual of Sewer Condition Classification 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3068290
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2722176
关于积分的说明 7476094
捐赠科研通 2369177
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1256228
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 609524
版权声明 596835