随着现代社会对能源需求的不断增加,环境污染和能源短缺已经成为人类社会亟待解决的两大重要问题。光催化被认为是解决这两大问题的最有前景的方案之一。迄今为止,人们已经将多种多样的材料应用于光催化反应以期发展出高效的光催化剂。近些年来金属有机框架材料(Metal Organic Frameworks,简称MOFs)被应用于光催化,其独特的性质引起了研究者们越来越多的兴趣。作为一种在近二十年新发展起来的一种多孔的,高度结晶的有机-无机杂化材料,金属有机框架材料已经在包括气体吸附与分离,药物输运,催化,电化学等领域表现出了独特的优势和优良的性能。其结构具有高度的多孔性、优越的结晶性以及极高的比表面积。这些性质使得MOFs中的催化位点更易与底物接触,并有助于抑制光催化过程中的电子空穴复合。更重要的是,其结构的明确、可调变的结构可以帮助研究者们充分理解光催化过程中的构效关系并通过进一步的结构修饰来改善该催化性能。在这篇文章中,我们选用铟离子作为阳离子,四(4-羧基苯基)卟啉(或金属化的卟啉)作为配体合成了一系列同构的水稳定的金属有机框架材料,命名为USTC-8(M)。通过选用氢氧化铟前驱体我们在溶液中实现了对铟离子释放速率的控制,合成了这一系列MOFs材料的单晶样品并对其进行了详尽的表征。在USTC-8系列MOF中,铟离子一方面形成了一维的铟氧链与卟啉基配体相连接形成了 MOF的骨架网络,另一方面其嵌入到卟啉环中,并且由于铟离子半径较大,其坐落在卟啉环平面上方(命名为out-of-plane OOP)而不是恰好嵌入卟啉环的孔穴内(命名为in-plane)。由于铟离子与羧基之间较强的配位键,该MOF在pH 2-11的水溶液中表现出了极高的化学稳定性。值得注意的是,USTC-8(In)在光照下表现出了很高的光催化产氢的活性,远超过in-plane卟啉基的同构MOFs。后续的实验证明,USTC-8(In)的光催化过程中存在着一种脱出-嵌入机制,即在光照下位于卟啉平面上的铟离子会脱离卟啉平面,避免了普通金属卟啉中常见的快速电子回复的现象,从而提高了电子空穴的分离效率和光催化效率。据我们所知,这是利用金属卟啉的特殊行为来增加MOF光催化活性的第一篇报道。