MOF/COF 광촉매의 π-π 상호작용

금속 유기 골격체(MOF)와 공유 유기 골격체(COF)는 구조적 다양성, 넓은 표면적, 맞춤형 기공 특성 덕분에 유망한 광촉매 물질로 주목받고 있습니다. 이들의 높은 광촉매 효율에 기여하는 다양한 요인 중, 덜 연구되었던 π-π 상호작용 또한 중요한 요소입니다. 방향족 π-전자 시스템에서 발생하는 이러한 비공유 상호작용은 광전자 특성에 큰 영향을 미칩니다. 본 총설은 주요 과학 데이터베이스의 문헌을 체계적으로 검토하여, MOF 및 COF 기반 광촉매에서 π-매개 상호작용의 역할을 탐구하는 기계론적 연구에 중점을 둡니다. 특히, π-π 상호작용을 MOF 및 COF의 광전자 특성과 광촉매 활성을 조절하는 필수적인 설계 원리로 심층적으로 논의합니다. MOF에서는 방향족 유기 링커와 그 배열에서 π-π 상호작용이 비롯되며, π-스태킹과 비편재화된 π-공액이 강조됩니다. COF에서는 면내 π-공액과 π-π 스태킹이 전하 수송 향상 및 재결합 감소와 관련됩니다. 또한, π-π 상호작용이 MOF 및 COF의 광전자 특성, 안정성, 흡착 특성에 미치는 영향을 분석합니다. 나아가, π-π 스태킹, 확장된 π-공액, 도너-억셉터 구조, 표면 기능화와 같은 핵심 설계 전략을 제시하고, 고성능 광촉매 개발을 위한 이들의 기계론적 기여, 이점, 한계 및 중요성을 논의합니다. 이는 MOF 및 COF 기반 광촉매의 합리적인 설계 및 성능 최적화에 중요한 통찰을 제공합니다.