PCN-222（MOF-545）是近年来研究较多的一种具有一维孔道结构的三维卟啉MOFs材料，其孔道的理论直径可以达到3.7nm，由Zr6集团簇与四羧基卟啉分子通过配位键连接形成。PCN-222 在沸水中甚至2M盐酸中都十分稳定，这在MOFs材料中很少见。本期小丰整理了3篇PCN-222近期在催化、细菌感染和纳米酶方面的研究进展，一起看下吧~

CEJ：CdS@PCN-222(Pt)优越的可见光和阳光驱动的H2演化

为了提高光催化剂的H2转化率，一般采用减少纳米粒子聚集和提高电荷传输效率来实现。近日，Chemical Engineering Journal报道了一种在含有单个铂原子的卟啉金属有机框架上原位生长 CdS的新型复合光催化剂 CdS@PCN-222(Pt)。该催化剂在可见光（λ ≥ 420 nm）照射下表现出 71645 μmol/g CdS/h 的优异氢转化活性，是纯 CdS 的 110 倍左右。值得注意的是，CdS@PCN-222(Pt)在太阳光直射下也具有极高的氢进化活性，达到 31326 μmol/g CdS/h ，远超过已报道的基于 MOF 的光催化剂。研究结果表明，PCN-222(Pt) 的多孔结构使 CdS 均匀分布，锚定的铂单原子实现了光诱导电子转移，抑制了光生电荷载流子的重组。无机半导体与含有锚定单原子的 MOFs 之间的协同效应增强了在可见光甚至太阳光下生成 H2 的光催化活性。因此，这些发现为今后设计高性能复合光催化剂提供了新的视角。

文献题目：Incorporating CdS and anchoring Pt single atoms into porphyrinic metal–organic frameworks for superior visible-light and sunlight-driven H2 evolution

ACS Nano：Bi-PCN-222助力仿生酶催化用于细菌感染伤口的快速治疗

ACS Nano报道了一种具有快速、高效的自我杀灭细菌和伤口愈合性能的仿生纳米酶催化剂。通过原位还原反应，研究人员在PCN-222金属有机框架中掺入铋纳米粒子（Bi NPs）形成Bi-PCN-222，一种界面肖特基异质结仿生纳米酶催化剂，可以杀死99.9%的金黄色葡萄球菌（S. aureus）。其基本机理是Bi NPs 掺杂可以通过肖特基界面赋予 Bi-PCN-222 自驱动电荷转移以及类氧化酶和过氧化物酶活性的能力，大量自由电子可以被周围的氧物种捕获，从而产生自由基氧物种（ROS）。一旦细菌在生理环境中接触到 Bi-PCN-222，其合适的氧化还原电位为电子流入细菌提供了充足的条件，从而在没有外源刺激或释放抑菌因子的情况下达到了很好的杀菌效果。此外，Bi-PCN-222 还能通过上调成纤维细胞增殖和血管生成基因（bFGF、VEGF 和 HIF-1α）加速组织再生，从而促进伤口愈合。这种仿生酶催化策略将为设计同时实现高效消毒和组织重建的自体细菌制剂带来启示。

文献名称：Self-Driven Electron Transfer Biomimetic Enzymatic Catalysis of Bismuth-Doped PCN-222 MOF for Rapid Therapy of Bacteria-Infected Wounds

Angew：纳米限制引导的纳米酶构建用于测定 H2O2

Angew报道了研究人员在纳米约束效应的指导下，通过将具有类过氧化物酶活性的细胞色素c(Cyt c) 限域于PCN-22纳米颗粒的孔道内，得到了一种蛋白质与金属有机框架(MOF)杂化的类过氧化物纳米酶，即Cyt c@PCN-222。受限Cyt c的过氧化物酶样活性比游离Cyt c高3 - 4倍左右。由于Cyt c活性的增加，Cyt c@PCN-222 NPs对H2O2的检测限很低(~0.13 μM)。此外作者比较了细胞色素c在不同MOF纳米粒子中的负载量和负载效率，包括UiO-66、MOF-808、PCN-224以及NU-1000。结果表明，PCN-222纳米粒子具有最高的负载效率，这归因于其具有最大的孔径。同时，限域在PCN-222孔道中的Cyt c在存储过程中基本不会释放。纳米限域策略为设计与制备高活性纳米酶提供了一个新的视角，可以进一步推动纳米酶在分子传感领域的应用。

文献题目：Nanoconfinement-Guided Construction of Nanozymes for Determining H2O2 Produced by Sonication

光催化是利用光能进行物质转化的一种方式，是物质在光和催化剂共同作用下所进行的化学反应。经过几十年的发展，光催化在污染物降解、重金属离子还原、空气净化、CO2 还原、太阳能电池、抗菌、自清洁等方面受到广泛应用研究，是国际上热门研究领域之一。本期小丰整理了几种常见的光催化材料以及应用情况，一起看下~

 一、常见的光催化材料

 1、金属氧化物

金属氧化物光催化材料有TiO2, Fe2O3，WO3，ZnO，Cu2O，SnO2 等等。TiO2 因其化学性质稳定、催化活性高、价格低廉、无毒无污染等优点而备受人们的青睐，是当今研究最多的光催化剂，除了1972年发表在 Nature上的开山之作，更有3篇关于TiO2 的文章发表 Science上。

2、g-C3N4

2009年，研究人员首次发现g-C3N4材料的光催化产氢效果显著，使得其在光催化领域的研究引起了轰动。石墨相氮化碳(g-C3N4)，作为一种非金属半导体光催化剂，具有合适的禁带宽度，能在可见光下响应，其化学稳定性、热稳定性良好，可用于光催化有机合成、光催化降解有机污染物和光催化分解水制氢等。

3、金属硫化物

CdS、ZnS和MoS2 是硫化物在光催化领域应用中的代表性材料，具能带可调，当其由多层变为单层时，其禁带宽度变宽，光学和电学性能也会发生改变。单纯这些半导体材料的光催化性能不高，主要是和其他的光催化剂如TiO2、 SnO2、ZnO等进行复合，得到性能更好的复合半导体光催化剂。

4、Bi 基光催化剂

铋基光催化剂具有良好的可见光利用率，稳定的化学性质以及适中的导带和价带位置，成为光催化研究的热点之一。铋基催化剂中，卤氧化铋 BiOX（X=Cl、Br、I）材料具有独特的层状结构，有助于提高其光催化活性。BiVO4、Bi2WO6、Bi2MoO6 等也因其可见光催化性能而受到广泛研究。

5 、其他光催化材料

金属有机框架材料 (MOFs)、共价有机框架材料 (COFs) 、二维材料MXene等新型纳米材料在光催化领域也有所运用。金属离子掺杂 MOFs 材料，可用于 H2O 分解、CO2 还原和有机转化。MXene由于具有良好的电子传导性、结构稳定性以及较大的比表面积，可作为助催化剂提升光催化性能。目前MXene已经被用于光催化降解环境污染物、产氢、CO2还原等方面的研究。

二、光催化的应用方向

 水污染治理

相比传统水污染治理方法，会产生有害物质。光催化降解污染物由于利用太阳能作为能量驱动，绿色环保、无二次污染。除了常见的各种染料，如亚甲基蓝、罗丹明 B 、甲基橙等，其他无色的污染物，比如苯酚、双酚 A，或者各种抗生素农药等都可以降解掉。此外，光催化还可以将水体中的有毒重金属离子，如 Cr6+、Pt4+、Au3+ 等还原为低价离子，减弱其毒性。

空气净化

目前处理空气污染常见方法为物理吸附或者借助贵金属降解，存在条件苛刻、耗能高、效率低等问题。光催化处理有害气体主要是通过一些吸附物质先把有害气体进行吸附后，再在光照下，通过半导体光催化剂产生光生载流子，光生载流子在与吸附物质表面上的有害气体如氮氧化物和甲醛等有害气体进行反应，并进一步将其氧化或还原。

水分解产氢

氢气是一种热值很高的清洁能源，燃烧后只产生水而不会对环境产生污染，并且氢气还是一种用途广泛的化工原材料，因此开发出高效、低能耗和绿色的制氢的方法具有重要的意义。利用光催化将水分解为 H2 和 O2，被认为是高效、低能耗以及绿色的制氢途径。但目前产氢效率还比较低，距离实际工业化应用还有很长的路要走。

还原CO2制燃料

利用太阳能驱动CO2还原为高附加值化学品的技术为能源和环境的问题带来新的转机、为CO2催化转化提供了新途径。光催化CO2制备燃料是指通过利用太阳能直接转化CO2制备一氧化碳、 甲烷和甲醇等燃料。通过光催化制备燃料技术将太阳能转化为化学能而贮存起来并加以利用，因此被认为是解决能源危机的最佳方式之一。

当然光催化的种类和应用方向远不止上述列举的内容，光催化是一个充满朝气与挑战的领域，其中一些技术能实现大规模生产和应用的话，将对人类生活带来莫大的改善。