鹵化有機鉛雜化材料（Organolead halide hybrids）具有許多用于光催化的有前途的特性，例如可調(diào)帶隙和出色的載流子傳輸，但是它們的不穩(wěn)定性使其容易受到極性分子的影響，并限制它們在濕氣中的光催化。

基于此，同濟(jì)大學(xué)費泓涵教授（通訊作者）等人報道了以[Pb₂X]³⁺（X?=?Br^–/I^–）鏈為二級構(gòu)建單元（secondary building units, SBUs）和2-氨基對苯二甲酸酯為有機連接劑的金屬有機骨架（MOFs）的構(gòu)建，并擴展了它們在光催化CO₂還原中的應(yīng)用，以水蒸氣為還原劑。

在文中，作者通過晶體工程實現(xiàn)了兩類不同的固態(tài)材料（即MOFs和有機鉛鹵化物雜化材料）之間的橋接。所制備的開放框架由作為SBUs的1D [Pb₂Br]³⁺或[Pb₂I]³⁺鏈和作為接頭的2-氨基對苯二甲酸（NH₂-bdc）組成，結(jié)合了MOFs和鹵化鉛雜化物的優(yōu)勢特性。與傳統(tǒng)有機鉛鹵化物鈣鈦礦的離子結(jié)構(gòu)不同，Pb²⁺-Br/I MOFs表現(xiàn)出高水分穩(wěn)定性，可以通過水蒸氣的氧化實現(xiàn)有效的CO₂光還原。

兩種帶有原始NH₂-bdc接頭的MOFs都具有廣泛的可見光吸收、高載流子遷移率和微米范圍內(nèi)的長載流子擴散長度。它們在CO₂還原方面的光催化活性（400 nm處的AQY為1.4%，Ru助催化劑為1.58 wt.%）是使用水蒸氣作為犧牲劑的有機鹵化鉛雜化物中報道的最高值。

該性能也高于許多具有相同有機連接劑（例如UiO-66(Zr)-NH₂和MIL-101(Fe)-NH₂）的基準(zhǔn)金屬-oxo MOFs。該工作將鉛鈣鈦礦的優(yōu)異載流子傳輸顯著推進(jìn)到MOFs領(lǐng)域。

Bromo- and iodo-bridged building units in metal-organic frameworks for enhanced carrier transport and CO₂ photoreduction by water vapor. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-32367-0.

https://doi.org/10.1038/s41467-022-32367-0.