Cuadros orgánicos covalentes semiconductores 2D coloreados con triazina con enlaces olefinos no sustituidos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química orgánica
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• El establecimiento de un enlace de carbono sp2 es crucial para los semiconductores orgánicos.
• La síntesis basada en soluciones de marcos extendidos π 2D sigue siendo un desafío debido a la formación de enlaces C-C menos reversibles.

Objetivo del estudio:

• Presentar un enfoque de condensación de Knoevenagel para la síntesis de nuevos marcos orgánicos covalentes 2D (COF).
• Investigar las propiedades y aplicaciones de estos COF ligados al carbono, particularmente en fotoelectrodos y fotocatálisis.

Principales métodos:

• Sintetizó dos nuevos COF 2D a través de la condensación de Knoevenagel de un monómero de 2,4,6-trimetil-1,3,5-triazina.
• Caracterizó la estructura, las propiedades electrónicas y la morfología de los COF.
• Fabricó fotoelectrodos de película delgada para mediciones de fotocorriente y evaluó su rendimiento en la generación de hidrógeno fotocatalítico.

Principales resultados:

• Se obtienen láminas 2D con núcleo de triazina ligado al carbono con estructuras parecidas a panales.
• Demostrado extendido π-delocalización, niveles de energía sintonizables, grandes áreas de superficie, y la estabilidad química.
• Los fotoelectrodos basados en COF exhibieron fotocorrientes de hasta ~ 45 μA cm-2 y una rápida transferencia de carga, superando a los COF vinculados a iminas.
• Los COF mostraron aplicabilidad en la generación de hidrógeno fotocatalítico impulsado por luz visible a partir de la división del agua.

Conclusiones:

• La condensación de Knoevenagel proporciona una ruta efectiva para los COF 2D ligados al carbono.
• Estos nuevos COF poseen propiedades deseables para dispositivos fotoelectroquímicos y fotocatálisis.
• Los fotoelectrodos basados en COF desarrollados ofrecen un rendimiento mejorado para aplicaciones de división de agua.