Trace to the Source: Self‐Tuning of MOF Photocatalysts思维导图

U948789472

2023-11-01

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Trace to the Source: Self‐Tuning of MOF Photocatalysts

文献综述

研究内容

二氧化碳的还原

溯源：MOF光催化剂的自调节

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思维导图大纲

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文献综述

文献来源

关键词

组件工程，晶体工程，缺陷工程，金属有机框架，光催化应用

作者

Zhiping Qian, Rui Zhang,* Yan Xiao, Hongwei Huang, Ying Sun, Yang Chen, Tianyi Ma,* and Xiaodong Sun*

DOL

10.1002/aenm.202300086

分区

1区

影响指数

27.8

文献主要内容

本文通过分析组分（作为簇、配体和夹杂物）、缺陷（缺陷工程、作为连接体、簇和氧空位（0 V））和晶体（作为面、尺寸和非晶化）来总结MOF的自调谐。然后，这些策略应用于水的氧化还原，CO2/N2还原，有机转化，和环境处理的突出例子进行了讨论。最后，从不同角度分析了MOF自整定面临的机遇和挑战。对MOFs的自调节作用及其光催化活性的研究进展进行了全面系统的综述。

文献的研究结论

在这篇综述中，我们从MOFs的组成、缺陷和形态的角度探讨了问题的根源。这是因为探索MOFs本身将更有利于进一步扩展到复合材料和衍生物，因为MOFs是根源。此外，这是第一次审查，总结了自调谐策略的MOFs从光催化的角度，并将其扩展到光催化性能。

总结与展望

团簇工程

多金属MOFs目前面临两个主要问题：首先，如何选择合适的第二金属离子并获得稳定的骨架结构;然后，如何表征金属离子的排列位置，即金属中心在均/杂SBU中的分布。

具有明确晶体结构的CNOMOFs适合于原子水平的结构表征和建模计算，这将给予我们对结构-性质关系的基本理解

配体工程

对于MOFs设计，不同形状，大小，电子结构和配位特征的连接体使我们能够从单一材料获得具有可调拓扑结构，孔，功能和表面环境的多功能MOFs

对于功能化配体策略，官能团的引入不仅导致光学区域和电子结构的调谐，而且这些反应性基团有助于进一步扩展到MOFs复合材料

影响MOFs光催化性能的功能化基团仅限于一些给电子基团（如-NH 2、-SH和烷基链），提出多样化的配体策略

包裹体工程

实现紧密连接的长程有序结构，使包合物在MOFs中获得良好的分散性和包封率

缺陷工程

配体缺陷往往伴随着活性位点的开放和功能配体的引入，这对MOFs的性能增强和扩展是积极的

OV可以被认为是配体缺陷的延伸，但与其中各种基团或分子占据暴露于OV的金属中心的配体缺陷位点不同。缺陷工程以破坏内部结构和稳定性为代价来获得空穴环境/尺寸和电子结构的巨大变化

在分子水平上表征和量化缺陷位点及其电子和空间性质是困难的，这使得缺陷水平和性质之间的关系难以捉摸

晶体工程

小面效应、尺寸效应和晶体学说

调节MOF的组成（通过调制器调节M0F的性质）、缺陷和晶体的方法有限。

1.微波、超声波、电场和磁场，模板合成方法为MOFs的靶向设计和修饰提供了必要的支持。2.理论建模和表征技术的发展也将为我们理解MOFs的结构和机理带来新的见解

研究背景

研究背景的介绍

化石燃料的燃烧带来了一系列严重的能源与环境问题。丰富、无污染、可持续的太阳能成为最有前途的替代能源

传统光催化剂（例如金属-氧（硫化物）化合物、多金属氧化物和碳基纳米复合材料）的催化性能受到光响应、载流子复合和表面催化反应动力学的限制。

金属有机骨架材料（MOFs）是一种高结晶度的多孔材料，由于其具有高比表面积和可剪裁的结构，引起了学术界和工业界的极大兴趣

研究的意义和价值

实现一个全面的和有针对性的审查MOFs在光催化自调谐，填补MOFs在光催化自调谐这一空方面白。

研究内容

自调谐与辅助调谐

Component Engineering

Defects Engineering

Crystal Engineering

MOF组件工程

Clusters Engineering

金属替代策略

团簇集群修改策略

Ligands Engineering

配体修饰

配体取代

Inclusions夹杂物

Defects Engineering

配体缺陷

团簇缺陷

氧空位

Crystals Engineering

Facets工程

尺寸工程

Amorphization非晶

应用

水的氧化还原

二氧化碳的还原

Clusters Engineering

Ligands Engineering

Inclusions Engineering

Defects Engineering

Crystals Engineering

氮还原反应（NRR）

Clusters Engineering

Ligands Engineering

Inclusions Engineering

Defects Engineering

有机转化

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Ligands Engineering

Inclusions Engineering

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