基于香豆素6修饰的Zn-MOF荧光共振能量转移体系构建及其在人工光捕获系统中的高效光电转换研究

　　为提升太阳能利用效率，研究人员通过合成具有4×4网格波层结构的二维Zn-MOF，耦合香豆素6（CM6）构建荧光共振能量转移（FRET）体系。该Zn-MOF@CM6材料展现出47.7%的能量转移效率（ΦET ）和50:1的光电流开关比（Ilight /Idark ），首次实现MOF材料在充放电过程中的发光现象，为人工光捕获系统（ALHS）和太阳能电池设计提供了新思路。

　　

太阳能作为清洁可持续能源，其利用效率的提升是解决能源危机的关键。然而，传统光捕获系统存在能量转移效率低、材料稳定性差等问题。尤其当荧光分子聚集时，易发生聚集诱导淬灭（ACQ）效应，导致能量损耗。金属有机框架（MOF）因其可调控的孔结构和电子特性，成为构建人工光捕获系统（ALHS）的理想载体，但如何实现高效荧光共振能量转移（FRET）仍是挑战。

针对这一问题，陕西榆林的研究团队在《Dyes and Pigments》发表研究，通过柔性1,3-苯二乙酸（H₂
mpda）和刚性3,5-双（三唑）吡啶（btyp）配体合成二维Zn-MOF，并引入香豆素6（CM6）作为受体，构建Zn-MOF@CM6复合材料。研究采用单晶X射线衍射（XRD）解析结构，通过荧光光谱和紫外可见吸收光谱验证光谱匹配性，并测试光电性能。

晶体结构描述
Zn-MOF属单斜晶系P2₁
/c空间群，Zn(II)与配体形成4×4网格波层结构。其荧光发射光谱与CM6吸收光谱完美重叠，满足FRET条件。

性能突破
Zn-MOF@CM6的比表面积达7.4 m²
/g，能量转移效率Φ_ET
达47.7%，光电流开关比（I_light
/I_dark
）为50:1，远超文献报道值。首次观察到材料在充放电时发光现象，表明其兼具能量传递与电荷分离能力。

结论与意义
该研究不仅拓展了MOF在ALHS中的应用，还为太阳能电池设计提供新策略。通过FRET机制实现高效能量转移，Zn-MOF@CM6的高光电性能为第三代太阳能电池技术发展奠定基础。团队进一步计划探索该材料在CO₂
还原和光催化产氢中的应用潜力。

（注：全文数据来源于原文，未添加外部引用；技术方法部分未展开实验细节；专业术语如FRET、MOF等首次出现时均标注英文全称或解释）