Nature Communications：石墨烯模板向超薄金属有机层的便捷电子传递用于促进CO2光还原

金属-有机层（MOLs）具有有序的结构和分子的可调性，由于其易于接近的活性中心，在多相催化剂中具有极大的应用潜力。合理设计具有功能基团的超薄MOLs，整合两者在协同光催化方面的优势，将是构建稳定高效光催化剂的一种极有前途的策略，但仍是一项具有挑战性的任务。

近日，天津理工大学张志明教授报道了一种简便有效的策略，成功构建了具有三个金属配位层的超薄2D MOLs，其中MOL均匀分布在2D GO模板上。

文章要点

1）研究人员以GO作为2D模板，接枝并稳定CoMOF的金属配位层，构建超薄的MOL纳米片。首先在GO中掺入Co²⁺离子，然后在2D GO模板上原位生长带有H₂L配体的Co-MOL（Co-MOL@GO）。TEM图像显示，Co-MOL@GO中小的纳米片（15-20 nm）均匀分布在GO模板上，EDS映射图像显示Co-MOL@GO样品上Co、N、C和O元素的均匀分布。

2）超薄MOL和GO电子导体之间的协同作用大大提高了其固有的光催化CO₂还原活性。还原的GO可以作为2D模板来负载和稳定均匀厚度约为1.5 nm的MOLs。此外，GO可以作为有效的电子介体，在多相催化剂和均相天线分子（antenna molecules）之间架起一座桥梁，从而极大地促进了高活性。

3）得益于上述优点，Co-MOL@GO在可见光驱动的CO₂-to-CO转化中具有优异的光催化活性和高选择性，在所有最先进的MOFs和MOLs催化剂中，12 h总CO产率达到3133 mmol g_MOL^-1，创历史新高。

这项工作为低成本制备性能优良的超薄MOLs开辟了一条新道路，并证明了电子介体在显著促进光催化方面的关键作用。

参考文献

Wang, JW., Qiao, LZ., Nie, HD. et al. Facile electron delivery from graphene template to ultrathin metal-organic layers for boosting CO2 photoreduction. Nat Commun 12, 813 (2021)

DOI：10.1038/s41467-021-21084-9

https://doi.org/10.1038/s41467-021-21084-9