關(guān)于MOFs剝離的研究主要集中在塊狀晶體中的范德瓦耳斯相互作用或氫鍵連接在一起的二維框架上。常見的方法為超聲剝離,表面活性劑的剝離,但在剝離過程中常常導(dǎo)致不同厚度和低產(chǎn)量的2D納米片(通常<15%)。為了克服這一問題,人們迫切希望采用一種更可靠的方法,利用可控的化學(xué)反應(yīng)來調(diào)節(jié)層間相互作用。化學(xué)預(yù)插層狀無機(jī)固體剝離是制備超薄二維無機(jī)納米片的一種方法,遺憾的是,通常用于無機(jī)固體的化學(xué)插層法并不適用于將MOFs剝離成二維納米片。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的周教授團(tuán)隊(duì)就開發(fā)了一種通過從嵌入的MOF晶體中進(jìn)行化學(xué)剝離來合成2D MOF納米片的新策略。
制備mof,然后化學(xué)結(jié)合不穩(wěn)定的聯(lián)吡啶配體,4,4′聯(lián)吡啶二硫(DPDS),形成分層的MOF晶體,形成新的夾層MOFs。因?yàn)閷娱g相互作用使用三甲基膦(TMP)化學(xué)還原二硫鍵,MOFs很容易脫落成超薄層(~1nm)和高收益(~57%)。
從PXRD圖可以看出來,層間距從19.604 變?yōu)?/span> 45.237 ?,說明DPDS插入到原MOFs層中,直觀的來看就是體積增加了,這就是很明顯的現(xiàn)象。
經(jīng)TMP還原后,在341 nm處出現(xiàn)與4-巰基吡啶對應(yīng)的新峰,說明DPDS在化學(xué)上被剪切成4-巰基吡啶。隨后,在含有Zn2(PdTCPP)(DPDS)2晶體的乙醇溶液中加入TMP后,4-巰基吡啶和PdTCPP對應(yīng)的341和425 nm處出現(xiàn)了新的峰。且隨著時(shí)間的增加峰變強(qiáng)。
通過透射電鏡(TEM)和原子力顯微鏡(AFM)對剝離后的納米片進(jìn)行了表征可以看到剝離過后形成了超薄的片狀物(約為1納米),相當(dāng)于單分子層的厚度。而高分辨透射電鏡的結(jié)果表示晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。
因?yàn)?/span>超薄2D納米片反應(yīng)位點(diǎn)更容易到達(dá)所以通常表現(xiàn)出的光致反應(yīng)性和增強(qiáng)的光催化活性。卟啉衍生物因其的光化學(xué)性質(zhì)和的采光效率而被廣泛應(yīng)用于1O2的產(chǎn)生。因此,進(jìn)一步研究了超薄納米片在1O2產(chǎn)生多相光催化中的潛在應(yīng)用。1,3-二苯基異苯并呋喃(DPBF)是用于檢測在可見光照射(λ> 420nm)下產(chǎn)生的1 o2。下圖顯示隨著時(shí)間的增加,吸光度下降表示1O2的產(chǎn)生,檢測劑的消耗。圖b的對比數(shù)據(jù)可以看出該方法制備的納米片的性能強(qiáng)于超聲法制備的納米片。化學(xué)剝離的2D MOF納米片在1,5-二羥基二硝基萘(DHN)的光氧化中也有明顯的效果。
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