今天一些最有用和最通用的材料是金屬有機(jī)框架(MOF)。MOF是一類材料，具有結(jié)構(gòu)多功能性，高孔隙率，迷人的光學(xué)和電子特性，所有這些都使其成為各種應(yīng)用的有希望的候選材料，包括氣體捕獲和分離，傳感器和光催化。

由于MOF在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)用性方面都非常通用，因此材料科學(xué)家目前正在許多化學(xué)應(yīng)用中對(duì)它們進(jìn)行測(cè)試。其中之一是光催化，這是一種光敏材料被光激發(fā)的過程。吸收的多余能量使電子從其原子軌道上脫臼，留下“電子空穴”。這種電子 - 空穴對(duì)的產(chǎn)生是任何光依賴能量過程中的關(guān)鍵過程，并且在這種情況下，它允許MOF影響各種化學(xué)反應(yīng)。

由Kyriakos Stylianou在分子模擬實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的EPFL Sion科學(xué)家團(tuán)隊(duì)現(xiàn)已開發(fā)出一種基于MOF的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不能同時(shí)執(zhí)行兩種，而是兩種類型的光催化：生產(chǎn)氫氣和清除水中的污染物。該材料含有大量可用且廉價(jià)的磷化鎳(Ni2P)，并且被發(fā)現(xiàn)在可見光下進(jìn)行有效的光催化，其占太陽光譜的44%。

第一種類型的光催化，即氫氣生產(chǎn)，涉及稱為“水分解”的反應(yīng)。顧名思義，反應(yīng)將水分子分為氫和氧。這里更大的應(yīng)用之一是將氫用作燃料電池，燃料電池是當(dāng)今各種技術(shù)中使用的能量供應(yīng)設(shè)備，包括衛(wèi)星和航天飛機(jī)。

第二種類型的光催化被稱為“有機(jī)污染物降解”，其是指分解水中存在的污染物的過程?？茖W(xué)家研究了這種創(chuàng)新的基于MOF的光催化系統(tǒng)，用于降解有毒染料羅丹明B，通常用于模擬有機(jī)污染物。

科學(xué)家們按順序進(jìn)行了兩項(xiàng)測(cè)試，結(jié)果表明，基于MOF的光催化系統(tǒng)能夠?qū)⒐獯呋傻臍渑c羅丹明B的降解整合在一起。這意味著現(xiàn)在可以使用這種光催化系統(tǒng)清除水中的污染物，同時(shí)產(chǎn)生可用作燃料的氫氣。

“這種不含貴金屬的光催化系統(tǒng)使光催化領(lǐng)域更接近實(shí)際'太陽能驅(qū)動(dòng)'應(yīng)用，并展示了MOF在該領(lǐng)域的巨大潛力，”Kyriakos Stylianou說。