第一作者:倪钱佳
共同通讯作者:吴明红(院士)、王亮(研究员)
通讯单位:上海大学
DOI:10.1016/j.apmate.2025.100267
链接:https://doi.org/10.1016/j.apmate.2025.100267
文章题目:Rapid synthesis of carbon quantum dot-integrated metal–organic framework nanosheets via electron beam irradiation for selective 5-hydroxymethylfurfural electrooxidation
在追求碳中和与维持可持续发展的进程中,生物质已成为极具潜力的可再生资源。在此领域,HMF作为关键的平台化学品备受瞩目,因其在合成多种高附加值化学品方面潜力巨大。MOF因其多样的合成方法和易获得的多孔结构,在电催化领域受到了广泛关注。与块状材料相比,二维(2D)MOF纳米片(NSs)具有原子经济性和更大的表面积,因而具备出色的电催化性能。此外,碳量子点(CQDs)因其活性位点丰富且成本效益高,在催化领域广受关注,被认为非常适合用于2D材料的原位辅助制备。
近日,上海大学王亮研究员团队联合吴明红院士团队通过电子束辐照方法在2分钟内快速制备出由吸电子碳量子点诱导的镍铁金属有机框架(EW-CQD-MOF),EW-CQD 能更好地调节 OH⁻ 和HMF的平衡吸附,有效地增加了NiFe-MOF的层间距,增加了活性位点的数量,从而大幅提升EW-CQD-MOF对 HMF电催化氧化活性,6小时内 HMF 转化率高达 94%,FDCA选择性达到 96%。这些研究结果凸显了结构优化和吸附平衡在提升催化性能方面的关键作用,为设计高效催化剂提供了宝贵见解。
本文要点
要点1. 通过电子束辐照,在2分钟内快速制备出由吸电子基团功能化碳量子点诱导的镍铁金属有机框架。
要点2. 吸电子基团功能化碳量子点不仅扩大了镍铁金属有机框架的层间距,增加了反应位点的可及性,还能更有效地平衡氢氧根离子和HMF的吸附,从而提升HMF的电催化氧化性能,6小时内 HMF 转化率高达 94%,FDCA选择性达到 96%。
要点3. 吸电子基团功能化碳量子点更有利于二维金属有机框架纳米片的形成,并且一系列原位表征技术揭示了HMF氧化过程的反应路径。