journal article·2024

Enhanced photocatalysis of metal/covalent organic frameworks by plasmonic nanoparticles and homo/hetero-junctions

Yannan Liu, Shengyun Huang, Xing Huang, Dongling Ma

Materials Horizons· Volume 11· Issue 7
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Abstract

Metal-organic frameworks (MOFs) and covalent organic frameworks (COFs) have garnered attention in photocatalysis due to their unique features including extensive surface area, adjustable pores, and the ability to incorporate various functional groups. However, challenges such as limited visible light absorption and rapid electron-hole recombination often hinder their photocatalytic efficiency. Recent developments have introduced plasmonic nanoparticles (NPs) and junctions to enhance the photocatalytic performance of MOFs/COFs. This paper provides a comprehensive review of recent advancements in MOF/COF-based photocatalysts improved by integration of plasmonic NPs and junctions. We begin by examining the utilization of plasmonic NPs, known for absorbing longer-wavelength light compared to typical MOFs/COFs. These NPs exhibit localized surface plasmon resonance (LSPR) when excited, effectively enhancing the photocatalytic performance of MOFs/COFs. Moreover, we discuss the role of homo/hetero-junctions in facilitating charge separation, further boosting the photocatalytic performance of MOFs/COFs. The mechanisms behind the improved photocatalytic performance of these composites are discussed, along with an assessment of challenges and opportunities in the field, guiding future research directions.
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Research context

OpenAlex topics: Covalent Organic Framework Applications · Metal-Organic Frameworks: Synthesis and Applications · Advanced Photocatalysis Techniques

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, 800 Dongchuan Road, Shanghai, 200240, P. R. China

Énergie Matériauxet Télécommunications, Institut National de la Recherche Scientifque (INRS), 1650 Bd Lionel-Boulet, Varennes, QC J3X 1P7, Canada

Key Laboratory of Rare Earths, Chinese Academy of Sciences, Ganzhou 341000, China

Ganjiang Innovation Academy, Chinese Academy of Sciences, Ganzhou 341000, China

Department of Synthetic Materials and Functional Devices, Max-Planck Institute of Microstructure Physics, 06120, Halle, Germany

Funding

Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada · Chinese Academy of Sciences · Natural Science Foundation of Jiangxi Province · Canada Excellence Research Chairs, Government of Canada

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