来源：X-MOL
近日，中国科学院福建物质结构研究所陈莲，洪茂椿院士团队设计合成了一系列超稳定的异双金属MOF，并实现了本征MOF创纪录的光催化制氢速率，更进一步研究了其均匀尺寸下的独特晶面依赖性光催化行为。该异双金属MOF的设计合成充分利用软硬酸碱理论，其中Cu+与N配位作为活性中心，而Zr4+/Hf4+与O配位形成高核簇作为稳定中心。空间分离可以避免Cu+的流失与团聚，并克服Cu+易于氧化的缺陷。通过一系列合成条件的优化，实现了同一尺寸下MOF形貌的精准调控，包括一种八面体形貌（仅暴露{101}和{011}晶面）和两种截角截边十八面体形貌（暴露{101}，{011}，{112}和{002}晶面）。通过一系列光催化对比实验、原位EPR、原位XPS、密度泛函理论（DFT）计算确定Cu+和Zr4+/Hf4+的具体作用，阐明异双金属的Cu-Zr/Hf的光催化制氢机理。结合光电化学分析、激子结合能计算、飞秒瞬态吸收（fs-TA）、DFT和晶体模型等手段，揭示不同晶面在电子转移能力、活性位点暴露程度、亲水性等方面的差异，并将其与制氢性能紧密关联。该研究提供了高效的MOFs光催化剂在配位调节和形貌控制的分子水平见解，展示出本征MOF光催化剂的广阔应用前景。