中国科学院长春应用化学研究所邓鹏飏研究员团队:一种简单的策略实现经典铱配合物光解水的寿命和活性同步提高

文摘   2024-12-03 08:00   广东  

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文章信息



通讯作者:邓鹏飏,张依帆,王颖(中国科学院长春应用化学研究所)

作者:黄一凡,王月,陈爽,高健,王颖,张依帆,邓鹏飏


Keywords:

oligomeric strategy

iridium complexes

photocatalytic hydrogen evolution

high activity

long lifetime

原文链接:

https://doi.org/10.1002/agt2.335

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文章简介


光催化析氢被认为是一种极具前景的获取氢能的方法。析氢光敏剂作为光催化体系的重要组成部分,是目前光催化析氢领域研究的热点。在已报道的析氢光敏剂中,铱配合物光敏剂因其优异的光物理性能而引起了广泛的关注。然而,构建具有长寿命和高活性的铱配合物光敏剂仍然面临挑战,这成为限制铱配合物光敏剂发展和应用的关键问题。针对这一问题,中国科学院长春应用化学研究所邓鹏飏研究员团队受自然界中集聚发光现象的启发,提出一种能协同提高铱光敏剂光催化寿命和活性的简单策略。

图1.  D1的光催化水分解析氢过程示意图

本文将[Ir(ppy)2(dabpy)](PF6) (D2)与4,4'-联苯醚二酸酐(ODPA)进行共聚,得到了一系列低聚物{[Ir(ppy)2(dabpy)-ODPA] (PF6)}n (D1-n)用于光催化水分解析氢(图1)。在低聚物内多个铱中心以及分子链的大位阻共同作用下,D1的最优性能为676 h 析氢162055.1 μmol⋅g-1。D1的寿命达到了经典铱配合物光敏剂D2的38倍,活性达到了1.3倍(图2),显著优于绝大多数金属有机配合物和高分子光敏剂。这种通过将铱配合物光敏剂的聚合形成低聚物以同时提高其寿命和光催化活性的方法,将为今后高效长寿命光敏剂的设计奠定基础。

图2. 光敏剂D1和D2的析氢性能对比及光电化学测试

以上研究论文以“A simple strategy to simultaneously improve the lifetime and activity of classical iridium complex for photocatalytic water-splitting”为题发表于 Aggregate 期刊,论文第一作者为中科院长春应化所高分子国家重点实验室的黄一凡博士,通讯作者为中科院长春应化所高分子国家重点实验室的邓鹏飏研究员、张依帆副研究员和中科院长春应化所稀土资源利用国家重点实验室的王颖副研究员。

(Aggregate2023, 4, e335.)


通讯作者


邓鹏飏,中国科学院长春应用化学研究所研究员,海洋工程材料与技术发展中心主任,首席科学家,博士生导师。兼任中国氟硅协会理事,中国辐射研究与辐射工艺协会常务理事,中国聚氨酯行业协会理事,航天科技湖北三江集团复合材料重点实验室特聘专家和总装航空新材料领域专家。迄今,发表SCI论文40余篇,其中4篇文章被选为期刊封面。申请国家发明专利107项,其中PCT专利一项,获得日本、韩国、欧盟授权,国防专利12项,获得授权73余项。获得多项荣誉包含航天科工集团科学技术进步一等奖,中国发明专利银奖,广东省科技进步二等奖,中国科学院院地合作一等奖,中国科学院院地合作二等奖,常州市产学研合作促进奖等。

张依帆,中国科学院长春应用化学研究所副研究员,中国科学院青年创新促进会会员。主要从事宏尺寸有机-无机杂化材料研究。迄今,发表SCI论文20余篇,其中多篇文章被选为ACS Sustain. Chem. Eng., Nanoscale等期刊封面,文章总引用量逾900。申请发明专利34项,获得授权18项。作为项目负责人或骨干承担多项国家自然科学基金项目、中核集团领创项目、中科院STS区域重点项目等。

王颖,中国科学院长春应用化学研究所副研究员,主要从事新各种功能材料的理论计算模拟研究。迄今,发表SCI论文160余篇,其中以(共同)第一作者/通讯作者在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、PNAS、Nat. Commun.、Joule、ACS. Nano、Biomaterials、Appl. Catal. B-Environ.等期刊上发表SCI论文100篇,影响因子大于10的论文40余篇。8篇论文入选“ESI高被引论文”,论文共被引用3000余次。

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