Herstellung von ultradünnen 2D Cu‐BDC Nanosheets und den daraus abgeleiteten integrierten MOF-Nanokompositen

Zusammenfassung Freistehende 2D-Nanosheets mit vielen beispiellosen Eigenschaften wurden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. In dieser Arbeit werden 2D Kupfer-haltige metallorganische Gerüste (MOFs; nämlich Cu‐BDC) Nanosheets erfolgreich durch eine einfache und ungiftige Methode unter Verwendung von Cu 2 O Nanowürfeln (≈60 nm) als konfinierte Metallionenquelle und 1,4‐Benzenedicarbonsäure (H 2 BDC) als organischen Linker hergestellt. Die Cu 2 O Nanowürfel setzen allmählich Cu + Ionen frei, die durch den gelösten Sauerstoff weiter oxidiert werden und als Nährstoffe für den Aufbau von 2D-Rahmen dienen. Im Gegensatz dazu liefert die konventionelle solvothermale Synthese mit Kupfersalzen ausschließlich bulk Cu‐BDC mit Kantenabmessungen von 2–10 µm. Interessanterweise zeigen die hergestellten Cu‐BDC Nanosheets ultradünne Dicke, orientiertes Wachstum und exzellente Kristallinität, die als Plattform für das Design einer Reihe von 2D-integrierten Nanokatalysatoren genutzt werden kann, indem verschiedene metallische Nanokristalle wie Au, Ag, Pt und Ru mit 3-Mercaptopropionsäure als molekularen Link eingesetzt werden. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Cu‐BDC/M-Komposite mit hoch zugänglichen aktiven Seiten auf der Oberfläche eine hohe katalytische Aktivität in mehreren Kondensationsreaktionen zwischen Benzaldehyd und primären Aminen aufweisen. Die Ergebnisse bieten eine alternative Strategie für das rationale Design und die Synthese von 2D MOF Nanosheets und den daraus abgeleiteten 2D Nanokompositen für katalytische Anwendungen.