吡啶功能化的亚胺类共价有机框架材料在光合成H2O2中的潜在活性(英文)

作者：周诗健; 胡浩; 胡会康; 蒋其超; 谢浩然; 李常来; 高树英; 孔岩^*; 胡应杰^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(05): 1837-1846.

探究氧还原反应(ORR)进行的位点是了解和提高亚胺类共价有机框架(COFs)材料光催化H2O2演化活性的关键.然而,与亚胺COFs中其他具有亲电或光捕获能力的基团相比,亚胺键在光化学反应中的作用往往被忽视.因此,本文提出了一种通过在亚胺键周围引入电子受体结构(吡啶单元)来激发亚胺潜在光反应性的策略,以增强亚胺在光催化ORR制备H2O2的动力学和热力学优势.实验和理论模拟结果表明,吡啶N的引入显著改善了TAPT-PA-COF中由弱电荷离域引起的光谱吸收和载流子分离的不足,并在TAPT-PDA-COF上表现出全光谱吸收和快速电荷转移特性.同时,吡啶N与亚胺N原子共同作为活性位点可提高O2吸附和活化,增强光生电子在TAPT-PDA-COF表面与反应物分子间的转移.在可见光照射下,TAPT-PDA-COF的H2O2产率高达706.2μmol g-1 h-1,约为TAPT-PA-COF (372.7μmol g-1 h-1)的1.9倍.该工作为亚胺类COFs在高级光催化应用中的设计和改性提供了新思路.

• 单位
  材料化学工程国家重点实验室