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Published on: October 5, 2019

Síntesis acelerada y descubrimiento de fotocatalizadores de marco orgánico covalente para la producción de peróxido

Wei Zhao^1,2, Peiyao Yan¹, Boyu Li¹

¹Materials Innovation Factory and Department of Chemistry, University of Liverpool, Liverpool L69 7ZD, United Kingdom.

Journal of the American Chemical Society

|May 31, 2022

Resumen

Los investigadores desarrollaron un nuevo método para crear marcos orgánicos covalentes (COF) para la fotocatálisis. Un COF, sonoCOF-F2, produjo eficientemente peróxido de hidrógeno pero se degradó con el tiempo; sin embargo, un sistema de dos fases mejoró su estabilidad.

Área de la Ciencia:

Ciencias de los materiales
Química
Catálisis

Sus antecedentes:

Las estructuras orgánicas covalentes (COF) son materiales prometedores para la fotocatálisis.
El desarrollo de FOC eficientes y estables para la producción de peróxido de hidrógeno sigue siendo un reto.

Objetivo del estudio:

Desarrollar una síntesis sonoquímica de alto rendimiento y una estrategia de ensayo para el descubrimiento de COF para la fotocatálisis.
Identificar nuevos COF para la producción eficiente de peróxido de hidrógeno fotocatalítico (H2O2).
Mejorar la fotostabilidad de los COF en aplicaciones fotocatalíticas.

Principales métodos:

Síntesis sonoquímica de alto rendimiento de polímeros conjugados y COF.
Evaluación de los COF sintetizados para la producción fotocatalítica de H2O2 utilizando agua y oxígeno.
Investigar la estabilidad a largo plazo y las vías de degradación de los COF en condiciones fotocatalíticas.
Implementación de un sistema catalítico de dos fases que utiliza alcohol bencílico para mejorar la fotostabilidad de los COF.

Principales resultados:

Se han sintetizado 76 polímeros conjugados, incluidos 60 COF cristalinos (18 nuevos).
Identificó el sonoCOF-F2 como un excelente fotocatalizador para la producción de H2O2 sin donantes de sacrificio.
Se ha observado la degradación del sonoCOF-F2 ligado a la imina en un COF ligado a la amida con actividad reducida después de 96 h.
Se ha demostrado una mayor fotostabilidad de sonoCOF-F2 en un sistema de dos fases, lo que permite una producción estable de H2O2 durante más de una semana.

Conclusiones:

Una nueva estrategia sonoquímica permite el descubrimiento rápido de COF para la fotocatálisis.
sonoCOF-F2 muestra un alto potencial para la producción de H2O2, pero requiere estabilización.
Un sistema de dos fases mejora significativamente la fotoestabilidad y la longevidad de los COF en fotocatálisis.

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