提高42倍！马天翼&孙晓东，最新Nature子刊！

学术 2024-11-08 21:30 广东

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研究概述

近年来，共价有机框架（COFs）在光催化领域迅速崛起，但其激子解离能高、电荷转移缓慢等问题令人担忧。

基于此，2024年11月6日，皇家墨尔本理工大学马天翼教授、辽宁大学孙晓东助理研究员在国际期刊Nature Communications发表题为《Enhancing photocatalytic performance of covalent organic frameworks via ionic polarization》的研究论文。

在这里，研究人员提出了一种通过离子极化方法增强系列β-酮-烯胺基共价有机框架内建电场的策略。

离子极化是通过一种独特的后合成季铵化反应实现的，该反应可以赋予共价有机框架具有分离的电荷中心，包括阳离子骨架和碘反阴离子。

在它们的阳离子框架和碘阴离子之间产生的更强的内建电场促进了电荷转移和激子解离效率。

此外，引入的碘阴离子不仅作为反应中心，降低了H*的形成能垒，而且还作为电子提取剂，抑制了电子-空穴对的复合。

因此，共价有机框架的光催化性能显著提高，其中CH₃I-TpPa-1在不添加任何助催化剂的情况下，H₂产率高达9.21 mmol g^-1 h^-1，比TpPa-1提高了42倍，相当于或可能超过目前添加Pt助催化剂的共价有机框架光催化剂。

图文解读

图1：样品的合成、结构和形态表征

图2：析氢性能评价

图3：光电化学表征和吉布斯自由能计算

文献信息

Zhang, J., Li, X., Hu, H. et al. Enhancing photocatalytic performance of covalent organic frameworks via ionic polarization. Nat. Commun. 15, 9576 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53834-w.

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