物理化学学报 >> 2024, Vol. 40 >> Issue (11): 2407013.doi: 10.3866/PKU.WHXB202407013
所属专题: 太阳燃料制备
谢斐1, 袁成成1, 谭海燕2, MoshfeghAlireza Z.3, 朱必成1,*(
), 余家国1,*(
)
收稿日期:2024-07-10
修回日期:2024-07-28
录用日期:2024-07-30
发布日期:2024-10-14
通讯作者:
Email: zhubicheng@cug.edu.cn; Tel.: +86-13296512925 (朱必成)yujiaguo93@cug.edu.cn; Tel.: +86-15927228289 (余家国)
基金资助:
Fei Xie1, Chengcheng Yuan1, Haiyan Tan2, Alireza Z. Moshfegh3, Bicheng Zhu1,*(
), Jiaguo Yu1,*(
)
Received:2024-07-10
Revised:2024-07-28
Accepted:2024-07-30
Published:2024-10-14
Contact:
Email: zhubicheng@cug.edu.cn; Tel.: +86-13296512925 (Bicheng Zhu)yujiaguo93@cug.edu.cn; Tel.: +86-15927228289 (Jiaguo Yu)
Supported by:摘要:
共价有机框架(COF)材料因其独特的结构和物理化学特性成为一种很有前景的光催化剂。为了提高其光催化性能,大量的金属单原子(MSA)被负载在COF上以促进分子吸附。然而,吸附性能增强的内在机理和主导因素尚未被深入揭示。本文通过在单层TpBpy-COF中分别引入Fe、Co、Ni和Cu单原子,构建了4个MSA-COF体系。利用密度泛函理论计算研究了不同金属原子修饰对COF的电子性质和O2吸附的影响。结果表明,金属原子与吡啶氮原子成键,形成稳定的MSA-COF结构。金属原子的引入减小了COF的带隙,抬高了COF的费米能级。此外,随着金属原子序数的增加,金属原子的d轨道逐渐向低能级方向移动,表现为d带中心负移。金属原子负载后,COF对O2的弱物理吸附转变为强化学吸附,形成了M―Oads键,并发生强烈的电子转移。有趣的是,吸附能与金属原子的d带中心呈现出很强的相关性。该结果可以从吸附体系反键轨道的电子占据情况的角度来理解。本研究为通过调节金属原子的d带中心来优化MSA-COF上的分子吸附提供了一种可行思路。
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