中科大江海龙JACS：MOF微环境调制增强表面清洁Au25团簇的催化活性

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具有原子级精确结构的金属纳米团簇激发了人们对催化的兴趣。不幸的是，它们的高聚集趋势和表面配体的空间阻力带来了巨大的挑战。

近日，中科大江海龙教授通过静电吸引和配位相互作用，将UiO-66-X (X = H、NH₂、OH和NO₂)组装到原子级精确的Au₂₅(Capt)₁₈（Capt = captopril）上。

当除去Au₂₅(Capt)₁₈和MOFs之间的界面硫醇配体时，由于MOFs诱导的空间限制，Au₂₅ NCs的聚集被抑制。

正如所预期的，在糠醛的催化氧化酯化中，所得的具有表面清洁的Au₂₅ NCs的Au₂₅@UiO-66-X显示出比原始Au₂₅(Capt)₁₈高得多的活性。值得注意的是，基于实验和理论结果，研究人员发现官能团的给电子和吸电子效应产生了不同的Au₂₅电子态，这与Au₂₅@ UiO-66-X上不同的底物吸附能有关。

结果，由MOF孔壁上悬挂的不同基团产生的Au₂₅周围的调制微环境导致Au₂₅@ UiO-66-X明显不同的活性，其中Au₂₅@UiO-66-NH₂在糠醛氧化酯化中活性最高。相比之下，当Au₂₅(Capt)₁₈负载在MOF表面上时，它们表面配体的去除诱导Au₂₅在相同条件下迁移和生长，导致活性大大降低。

这项研究首次证明了空间限制和孔壁工程的MOFs协同工作的金属纳米中心，以增强催化作用。

参考文献：

He Wang, et al, Surface-Clean Au₂₅ Nanoclusters in Modulated Microenvironment Enabled by Metal-Organic Frameworks for Enhanced Catalysis, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c09136

https://doi.org/10.1021/jacs.2c09136

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