Angew. Chem. ：多酸团簇组装的螺旋微孔纳米棒用于光催化甲苯氧化

有序多孔材料因其丰富的孔道结构而被广泛应用于催化领域，多酸团簇也因其特有的氧化还原性质在催化领域备受青睐。负载多酸团簇的多孔材料因结合了多酸优异的催化性能和微孔材料独特的结构特性而在光催化中崭露头角。

近日，清华大学王训教授课题组以多酸团簇为结构基元组装成螺旋微孔纳米棒(HMNRs)。该纳米棒同时具备多酸团簇和微孔材料的特性，表现出优异的光催化性能。简单的水热法一步合成避免复杂的负载方法。

HMNRs内部存在一维螺旋孔道，一维孔道在纳米棒内部呈平面六方排布，相邻孔道之间相距2.7 nm，孔道直径小于1.7 nm。由于螺旋孔道的存在，纳米棒在透射电子显微镜下呈现出平行排列的条纹。作者通过结构模拟阐明了HMNRs在透射电镜图片中的条纹来源于纳米棒内部平行排列的螺旋孔道。当一维螺旋孔道在电子束方向重叠时，EDX线扫结果中会出现一系列明显的峰谷，相应地，TEM图像和STEM图像上会出现条纹；由于一维孔道沿轴旋进，孔道的投影分布随之发生变化；由于纳米棒中一维螺旋孔道呈平面六方堆积，一维孔道沿轴旋转60°后会再次呈现出相同的条纹。

HMNRs 表现出可逆的光致变色性质。HMNRs在光照后由白色变为蓝色，由光照产生的蓝色在通入氧气后迅速褪去。受此启发，作者对HMNRs的光催化甲苯氧化性能进行了探索。HMNRs光催化甲苯氧化的反应转化速率达到2254 μmol·h^-1·g^-1，比多酸团簇催化的反应转化速率高出50倍。表观量子效率(AQE)达到18 %。通过控制反应时间，该催化剂对苯甲醛的选择性可达94 %。该催化剂稳定性突出，光催化反应后HMNRs的组成及形貌保持，在循环测试中性能没有明显下降。

这种材料将多酸优异的催化性质和微孔材料的特性有效地结合在了一起，有望在多酸催化甲苯氧化等催化领域得到实际的的应用。

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