兰亚乾教授等：具有串珠结构的类普鲁士蓝/CdS纳米杂化材料

近日，华南师范大学化学学院兰亚乾教授研究团队在光催化领域取得了重要研究进展，在国际高水平期刊JACS姊妹刊《JACS Au》上发表题为“Efficient Charge Migration in Chemically-Bonded Prussian Blue Analogue/CdS with Beaded Structure for Photocatalytic H₂ Evolution”的研究论文（JACS Au 2021, 1, 212-220）。论文第一作者为张蜜博士，主要合作者包括华南师范大学蔡跃鹏教授和南京师范大学陈宜法副教授等。该研究受到了中国博士后科学基金、国家自然科学基金和广东省应用科技规划项目等项目的支持。

合理设计的异质结结构和在原子水平上的界面电荷迁移途径的研究对于抑制光解水制氢（PHE）中CdS的电子-空穴对的重组和光腐蚀是至关重要。本工作中提出了一种温度诱导的自组装策略，并成功用于合成具有串珠结构的类普鲁士蓝/CdS纳米杂化材料。该材料中具有均匀暴露的CdS，可有效收集可见光并抑制光腐蚀。同时，具有大空腔的普鲁士蓝类似物为传质和光催化提供了通道。本工作中所设计合成的PB-Co/CdS-LT-3的PHE速率达到57228 μmol h^-1 g^-1，远远超过了单独CdS或类普鲁士蓝的PHE速率并且优于大多数报道的基于晶态多孔材料的光催化剂。密度泛函理论计算表明，其高性能是由于杂化材料中CN-Cd电子桥的存在，使得电荷能够实现从CdS到类普鲁士蓝的高效迁移。这项工作为异质结材料在高效PHE中的探索提供了启示。（论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacsau.0c00082）

此前，兰亚乾教授研究团队在多酸化合物合成取得了新的进展，相关成果在国际期刊JACS（Journal of the American Chemical Society）上发表，并被当选为当期的内封面文章。论文题目为“Self-Assembly of Giant Mo₂₄₀ Hollow Opening Dodecahedra”。第一作者是林焦敏副教授。

多金属氧酸盐（POM）由于其多种多样的结构和丰富的物理化学性质，是构建高核、高对称性的空心开口多面体笼的二级构建单元（SBBs）。目前，已成功探索出几个著名的以钼酸盐为SBBs的空心开口巨型多面体笼，包括最高核的空心开口二十面体Mo₁₃₂和最高核空心开口立方体Mo₈₄。然而，具有较高核数和对称性的空心开口多面体笼的发展仍处于起步阶段。基于以上研究该论文报道了一例240核的巨型多钼酸盐笼（Mo₂₄₀），其具有罕见的、几乎规则的五边形十二面体结构和非常大的中空敞开内腔（内径1.8纳米），是目前报道的核数和对称性最高的中空敞开十二面体笼。此外，该化合物具有良好的结构稳定性，并且在高温高湿度下表现出优异的质子传导性能（1.03 × 10^-1 S cm^-1）。这项研究不仅为丰富巨型POM笼子家族的结构和拓扑结构增添新成员，而且可能为设计和合成高对称性和高核中空多面体化合物提供借鉴。（论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.0c06582?tdsourcetag=s_pctim_aiomsg）

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