来源:X-MOL
具有可调配位环境和独特 4f 电子构型的稀土金属有机框架(RE-MOFs)在光催化应用中具有巨大潜力。然而,它们的效率常常受限于快速电荷复合。在该研究中,通过溶热反应合成了一系列 RE-MOFs,利用 2′-氨基-[1,1′:4′,1“-四烯基]−3,3”,5,5“-四羧酸(NH2-H 4TPTC)作为有机连接体,以及铒/钅(Er3+/Ho3+)作为金属节点,并通过沉淀策略进一步与 CdS 纳米颗粒整合,构建 RE-MOF/CdS 异质结构。综合表征验证了复合材料的成功形成和稳定性。在 300 瓦氙灯的可见光照射下,持续 3 小时,Er-NH2-TPTC/CdS 和 Ho-NH2-TPTC/CdS 的光催化氢演化显著增强,均优于原始的 CdS。优化后的 Ho-NH2-TPTC/CdS(20 wt%)复合物实现了 11,408 μmol·g⁻¹ 的氢演化率,比原始的 CdS 提升了 8.6 倍。机理分析显示,紧密的 RE–MOF/CdS 界面促进了高效的电荷分离和转移,从而抑制了电子-空穴复合。本研究展示了构建高性能 RE-MOF 半导体异质结构的合理策略,并为稀土基光电催化剂设计用于太阳能氢气生产提供了新见解。