含有光催化活性中心的MOFs及超分子的合成及其裂解水性质研究

This research project is to synthesize novel metal-organic frameworks (MOFs) and supermolecule which can split water molecule under the optical radiation. We plan to prepare a series of organic ligands containing [FeFe]–H2ase or Ru(II) group and prepare the MOFs and supermolecule with photocatalytic group by self-assembly method. The stable MOFs and supermolecule will be screened and their physical property in photocatalytic water splitting will be studied. In addition, we will investigate the relation of the structure and properties based on the catalytic ability in water splitting, and find out the the laws to get more efficient organic-inorganic composite materials.This research will effectively enlarges the application range of MOFs and supermolecule in photocatalytic water splitting.

本研究计划以合成具有光催化裂解水性能的新型金属有机框架和超分子化合物为研究目标，通过修饰功能化有机配体和选择特定无机金属离子的方法，旨在通过自组装的方法合成具有铁氢化酶及Ru(II)金属离子等光催化活性中心的MOFs及超分子，并以此为基础筛选出结构稳定的MOFs及超分子功能材料，分别考察它们在光催化裂解水方面的性质。不仅如此，我们还将根据MOFs催化性能的优劣分别考察其结构与性质的关系，总结其中的规律，为合成高效而具有应用性的有机-无机复合材料提供帮助，在MOFs领域为光催化裂解水的研究增添新的内容。

主要针对具有特殊物理化学性质的金属-有机超分子框架化合物的研究工作，取得了部分阶段性的成果: (1)首次通过含[FeFe]氢化酶光活性中心的金属-有机配体组装得到了三例配位聚合物，并研究了其光催化裂解水产氢的性能; (2)利用稳定的APPT-Cd(II)-MOF开发了其对乙炔的选择性识别机理研究及其高效分离乙烯/乙炔的性能; (3)研究了Cd(II)-MOF对线型炔烃分子（丙炔、2-丁炔和苯乙炔）的识别性能，并阐述了该MOF对炔烃分子的特异性吸附机理；(4)利用Cu(I)-MOF在单晶-单晶条件下吸附乙炔分子，其晶体的颜色由开始的红棕色变为黄绿色，实现了其在乙炔分子吸附过程中的的可视化追踪; (5)合成了具有光致变色特性的矩形超分子化合物并初步研究了其在固态和液态下光致关环的效率；（6）利用具有螯合配位官能团的半刚性有机配体与金属Ag（I）盐在有机酮存在条件下组装得到了原位缩合氨基的三重螺旋胶囊状超分子。到目前为止，共发表了SCI论文13篇，获得授权专利2项。