栏目导航
联系我们

陈雄江一Angew:乙烯基锚定COF促进光催化生成H2O2!

发表时间: 2024-03-26 作者: 合作客户

  运用半导体光催化剂从水和氧气中人工光成H2O2,因为其绿色、环保和节能的特性,渐渐的遭到人们的重视。虽然共价有机结构(COFs)因为其结构和功用的多样性,是促进光催化H2O2出产的有出路的资料,但它们一般具有低的电荷发生和搬运功率以及快速的电荷复合,这约束了它们作为光催化H2O2的催化剂的运用。

  关键1. 作者合理规划了两种COF,一种未改性,另一种用乙烯基改性,研讨了层内电子离域和层间π-π堆积对COF结构中电荷发生和别离的影响。与不含乙烯基的COF(PDA-CF)比较,含乙烯基COF(DVA-COF)具有更共轭的结构,经过加强分子之间的有序堆叠,一起提高了层间π-π堆叠和光捕获才能。一起,锚定在COF骨架上的乙烯基为光生电荷的层间搬迁供给了剩余的触角,这有助于别离和传输光生电荷载流子。引进的乙烯基基序也被试验确定为按捺光生电子-空穴复合。

  关键2. 理论研讨标明,DVA-COF上的乙烯基作为O2的吸附位点,对O2的吸附比PDA-COF强得多。此外,DVA-COF对O2转化为H2O2表现出比PDA-COF更低的能垒。这些特征有利于发生H2O2的光催化氧复原反响(ORR)。

  关键3. 在水/苄醇(水/BA)两相体系中光催化发生H2O2的过程中,DVA-COF表现出比PDA-COF(每10 mg光催化剂8.6 µmol h-1)更好的功能(84.5 µmol h-1)。DVA-COF在生物传感、毛细管电色谱、药物吸赞同光催化等范畴得到了广泛的研讨。

  图3.(a)DVA-COF和PDA-COF在4小时内的光催化功能。(b)DVA-COF光催化出产H2O2的收回试验。(c)在两相水/BA(9:1,v/v)体系中运用DVA-COF的长时刻H2O2出产试验。(d)在各种铲除剂存鄙人运用DVA-COF的光催化H2O2出产功能。

  图4.(a,b)在75-250 K范围内积分PL发射强度和温度的函数(插图:COFs的依赖于温度的PL光谱)。(c,d)DVA-COF和PDA-COF光催化体系的不同光照时刻上取得的原位DRIFTS光谱。

  图5.(a)和(b)PDA-COF和DVA-COF中O2分子的吸附位点。(c)两种COF对O2的最佳吸附能。(d)PDA-CF(橙色)和DVA-COF(蓝色)的光催化ORR途径的自由能图。(e)DVA-COF催化剂进行H2O2光合成机理。