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玩球(中国王佳琪副教授在ROS精确调控领域取得重要进展

时间:2025-08-29浏览:10设置

活性氧(ROS),包括单线态氧(1O2)、超氧阴离子(O2-)和羟基自由基(•OH),在光催化氧化反应中扮演着关键角色。不同种类的ROS不仅具备独特的氧化能力,还可通过不同反应路径显著影响光催化反应的效率与选择性。因此,实现对ROS生成路径的选择性调控已成为该领域的重要研究方向。然而,光催化剂与周围氧气或水分子相互作用时往往同时生成多种ROS,易导致氧化产物选择性下降等问题。当前,调控ROS生成的主要策略集中于对框架材料构筑单元的调整,如替换中心金属、修饰连接体或引入活性客体等,以调控其电子结构与激子行为。尽管如此,如何在维持节点和连接不变的前提下,通过直接引导单元间的连接方式改变框架材料维度、孔隙结构、能带特性及氧气吸附能力,实现ROS精准调控,仍然是一个亟待突破的关键难题。

针对这一挑战,化学与材料学院张章静团队王佳琪创新性提出了溶剂预配位策略利用基于团簇表面的配位灵活性,通过在团簇表面引入两种溶剂分子,设计两种“松散配位点”分布模式,从而形成两种簇节点连接方式与组装模式,最后获得两个结构基元相同,维数、拓扑结构不同的卟啉银簇基框架异构体 2D-Ag16-TPyP 3D-Ag16-TPyP,并用X-射线单晶衍射测定了这对异构体的精确结构。拓扑结构和维度差异使得2D-Ag16-TPyP能更捕获O2高效生成O2-,相对的3D-Ag16-TPyP具有更高的1O2生成速率。连接模式不仅决定维度与拓扑结构,还直接影响Ag16节点与TPyP间的相互作用,这种作用通过影响分子轨道分布进而调控电荷分离/能量转移效率,协同调节1O2\O2•-的选择性差异。该研究成果以Connectivity-Engineering-Directed O2 Adsorption Capability and Molecular Orbital Distribution for Controllable Reactive Oxygen Species Generation in Porphyrinic Silver Cluster Assembled Materials ”为题,发表于国际化学和材料科学顶级期刊《Advanced Functional Materials》上。

玩球网页版为该研究成果的第一通讯单位,文章的第一作者是玩球(中国化学与材料学院硕士生杨狄锋和张玉,通讯作者是玩球(中国化学与材料学院王佳琪副教授和张章静教授。该研究得到国家自然科学基金与福建省自然科学基金等项目的支持。

 

原文链接: https://doi.org/10.1002/adfm.202518488

(化学与材料学院)


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