在COF上定制设计强电子/质子提取器,以实现高效的光催化 H2O2生产
Liyao Li1, Ximeng Lv2, Yuanyuan Xue2
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|February 14, 2024
概括
我们开发了一种新型的共价有机框架 (COF) 光催化剂,使用硫酸组进行高效的过氧化 (H2O2) 生产. 这种材料通过增强电子和质子转移来加速人工光合作用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光催化作用的光催化
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 为了生产H2O2,人工光合作用需要有效的电子提取和质子转移.
- 联有机框架 (COF) 作为光催化剂具有前景,但往往面临着动力限制.
研究的目的:
- 设计和合成一个以拓为导向的,高晶度的三酸COF,用于增强光催化H2O2的生产.
- 调查极性功能群在促进电子和质子转移为人工光合作用过程中的作用.
主要方法:
- 以拓为指导的合成基于三的COFs.
- 用极性氧功能组 (硫酸和碳酸) 装饰COF.
- 在可见光照射下对H2O2生产的光催化评估.
主要成果:
- 硫酸功能化COF (SO3H-COF) 与碳素和功能化COF相比,表现出更高的H2O2生产活性 (4971 μmol g-1 h-1).
- 该SO3H-COF展示了内置的电场和水友表面,促进了连续的电子和质子运输.
- 在400nm时实现了15%的量子产量,超过了大多数报告的基于COF的光催化剂.
结论:
- 极性功能组,特别是硫酸,通过加速质子合电子转移 (PCET) 来显著增强光催化H2O2的产生.
- 开发的SO3H-COF是一种高效的光催化剂,用于可见光驱动的H2O2合成,促进了人工光合作用.
