摘要
利用太阳能合成有价值的有机化学品一直是光催化领域的一个热门但具有挑战性的研究课题。金属-有机骨架（MOFs）是一类由金属离子或团簇（SBU）和有机连接体构成的多孔晶体材料，在多相光催化领域具有广阔的应用前景。框架中的金属离子或团簇和配体可以作为独立的催化中心，提高催化活性和稳定性。此外，MOFs材料的多孔结构和可调控的特性允许将官能团和光催化剂固定在一个框架中，以进一步延长激发态寿命，并克服均相催化系统中的限制。并且，明确定义的MOFs结构在理解结构-活性关系方面具有巨大优势，使我们能够进一步探索光催化机理。Cu(I)具有良好的稳定性和有优异的光学活性，此外铜的持久自由基效应（PRE）及其多功能的氧化还原性质使其在光催化中有良好应用前景。基于此，本文构筑了多种铜基MOFs，结合了铜优异的特质和MOFs结构特点，阻止无效的分子间或分子内荧光猝灭，进一步延长激发态寿命，在光催化应用具有广阔的前景。具体研究内容如下： （1）通过溶剂热法制备了两种新的MOFs（Cu-Tpxa-1和Cu-Tpxa-2），并且对其基本光物理化学性质进行表征，探究了结构不同的两种MOFs光电化学性质的差异。Cu-Tpxa-1和Cu-Tpxa-2将光催化和铜催化相结合，实现脱羧自由基氰化反应。通过一系列的荧光淬灭等实验，证明了两种结构不同的MOFs在催化过程中的差异，这使我们能够进一步探索结构-活性关系和光催化机理。新的多相催化方法优化了氧化还原性能和激发态寿命，为探索光催化机理提供了新的思路。 （2）通过分层扩散法构筑了双核铜的金属-有机框架（Cu-Pys）材料作为光驱动制氢的高活性催化中心。高的催化效率可以归因于两个铜离子之间的协同催化效应，即一个可以作为催化中心结合并激活H2O分子，另一个可以作为辅助催化位点，促进HO-H键的断裂，提高光催化产氢的效率。为探索高效、稳定的制氢可回收非均相催化剂提供了一个新的思路，在太阳能光催化制氢中具有广阔的应用前景。
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