A Porphyrin-Based Metal–Organic Framework as a Photosensitizer for Singlet Oxygen Generation and Photocatalytic Water Treatment
Notice bibliographique
Résumé
A porphyrin-based metal–organic framework, 3D-[Zn 2 (TPyP)(NO 2 ) 2 ] n, (ZnTPyP = 5,10,15,20-tetrapyridylporphyrinzinc(II), node = Zn(NO 2 ) 2 ) UDS-2, which exhibits distinct photophysical properties and efficient singlet oxygen photosensitization, has been synthesized and characterized via single-crystal X-ray diffraction. This MOF features an interpenetrated 3D-structure with two different zinc coordination environments, Zn1 (square pyramidal; porphyrin) and Zn2 (quasi-octahedral; Zn(NO 2 ) 2 ). Computational analysis reveals an uncommon electronic structure in UDS-2 among porphyrin-based frameworks, where the O atoms of Zn(NO 2 ) 2 dominate the HOMO contribution leading to a low-energy charge transfer, CT, transition of quasi-nil oscillator strength leading to an optically silent CT state. Conversely, the other frontier MOs are those from the Gouterman model for the porphyrin as expected. UDS-2 demonstrates superior singlet oxygen photosensitization compared to other common porphyrin-based CPs and MOFs such as the 3D-[ZnTPyP] n framework, PCN-222, and PCN-224. Furthermore, its structural model enables efficient singlet–singlet energy transfer (surface x → core) and exciton migration, which improves singlet oxygen photosensitization. The photocatalytic efficiency of UDS-2 is demonstrated through the degradation of Rhodamine 6G dye and several antibiotics (trimethoprim, ciprofloxacin, ofloxacin, and amoxicillin) in water, where UDS-2 achieves a significant pollutant removal efficiency under visible light at environmentally relevant concentrations (100 ppb). These properties establish UDS-2 as an efficient photosensitizer, generating singlet oxygen in both the solid and aqueous phases.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
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