可溶性孔材料：超分子金屬有機框架展示高效可見光催化產氫性能

劉鳴華

（國家納米科學中心，中國科學院納米科學卓越中心，北京100190）

可溶性孔材料：超分子金屬有機框架展示高效可見光催化產氫性能

劉鳴華

（國家納米科學中心，中國科學院納米科學卓越中心，北京100190）

孔材料研究已經有兩百多年的歷史，近年來，金屬有機框架（MOFs）由于具有周期性孔道和大比表面積廣泛得到國內外重視，在分離、催化、藥物輸送、生物及能源材料開發等領域展示出了廣闊的應用前景1。但長期以來孔材料被定義為是有孔的固體2，其功能和應用開發也局限于非均相體系。Nature Communications最近報道了復旦大學黎占亭教授研究組與美國勞倫斯伯克利國家實驗室劉毅研究員的合作成果3。他們利用自組裝策略以Ru2+/聯-二吡啶配合物（［Ru（bpy）3］2+）為節點，以葫蘆脲［8］（CB［8］）促進的外側芳香基團的二聚，實現了均相超分子金屬有機框架SMOF-1的構筑。

SMOF-1在水中具有良好溶解性，其在水溶液中的立方型周期性通過水相小角X射線散射和衍射實驗得到證實。SMOF-1的框架周期性在固相也能保持。SMOF-1由八面體的Ru2+絡合物和CB［8］以化學計量比1:3的比例在水中室溫下組裝形成。在［Ru2+］=2 mmol?L－1時，SMOF-1的平均粒徑為164 nm。SMOF-1可以被看作是正離子型的自組裝聚電解質，其每一個立方孔可以選擇性地負載一個Wells-Dawson型雜多酸負離子POM（［P2W18O62］6－），形成WD-POM?SMOF復合體系。在500 nm可見光照射下，以甲醇或三乙醇胺為犧牲體，SMOF的［Ru（bpy）3］2+基團被激發后能傳遞電子給POM負離子，從而催化H+還原產生H2。該催化過程在水中以均相方式進行，TOF值達到3553 μmol?g－1?h－1，也可以在有機溶劑中以非均相方式實現，其效率比文獻報導的相同條件下的POM?MOF催化體系提高約5倍4。

上述水相自組裝策略還可以用于構筑非配位型的自組裝框架體系5，如二維6和三維7超分子有機框架SOF和離子有機-無機框架IOIF等8。新的自組裝型框架結構的制備在水中室溫瞬間完成，理論上具有廣泛的可修飾性，為開發新型“軟”孔材料提供了新思路。

References

（1）Ishizaki，K.；Komarneni，S.；Nanko，M.Porous Materials Process Technology and Applications，Springer，1998，4，240. doi:10.1007/978-1-4615-5811-8

（2）Zhou，H.；Kitagawa，S.Chem.Soc.Rev.2014，43，5415.doi: 10.1039/c4cs90059f

（3）Tian，J.；Xu，Z.Y.；Zhang，D.W.；Wang，H.；Xie，S.H.；Xu，D. W.；Ren，Y.H.；Wang，H.；Liu，Y.；Li，Z.T.Nat.Commun.2016，7，11580.doi:10.1038/ncomms11580

（4）Zhang，Z.M.；Zhang，T.；Wang，C.；Lin，Z.；Long，L.S.；Lin，W. J.Am.Chem.Soc.2015，137，3197.doi:10.1021/jacs.5b00075

（5）Tian，J.；Chen，L.；Zhang，D.W.；Liu，Y.；Li，Z.T.Chem. Commun.2016，52，6351.doi:10.1039/c6cc02331b

（6）Zhang，K.D.；Tian，J.；Hanifi，D.；Zhang，Y.；Sue，A.C.H.；Zhou，T.Y.；Zhang，L.；Zhao，X.；Liu，Y.；Li，Z.T.J.Am.Chem.Soc. 2013，135，17913.doi:10.1021/ja4086935

（7）Tian，J.；Zhou，T.Y.；Zhang，S.C.；Aloni，S.；Altoe，M.V.；Xie，S. H.；Wang，H.；Zhang，D.W.；Zhao，X.；Liu，Y.；Li，Z.T.Nat. Commun.2014，5，5574.doi:10.1038/ncomms6574

（8）Yue，L.；Wang，S.；Zhou，D.；Zhang，H.；Li，B.；Wu，L.Nat. Commun.2016，7，10742.doi:10.1038/ncomms10742

［Highlight］10.3866/PKU.WHXB201605254www.whxb.pku.edu.cn