双位点设计！光催化最新Angew：合成H2O2，表观量子效率15.35%！
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通讯作者：陈龙、王磊
通讯单位：天津大学、吉林大学、中国科学技术大学
DOI: 10.1002/ange.202217479
背景介绍
图文解析
图1 . (a)氧化还原中心分离的COFs分子工程策略用于光催化H 2 O 2 合成的示意图。(b) HEP-TAPT-COF和HEP-TAPB-COF的合成过程。(c) HEP-TAPT-COF和(d) HEP-TAPB-COF的实验、精修及拟合PXRD衍射结果。(e) HEP-TAPT-COF和(f) HEP-TAPB-COF的拟合AA堆叠俯视图和侧视图。
图2 . (a) HEP-COFs的UV-DRS测试，插图为Tauc曲线。(b) HEP-COFs的电子能带结构示意图。(c) HEP-COFs和g-C 3 N 4 的光催化H 2 O 2 产率对比。(d) HEP-COFs的波长相关AQEs。(e) HEP-COFs与其它COF基光催化剂的SCC效率对比。(f)在可见光(λ > 420 nm)照射下，HEP-COFs在O 2 饱和纯水体系中的长期光催化循环测试。
图3 . (a)采用甲醇作为牺牲剂，在O 2 (实线)或Ar (虚线)气氛中的时间相关H 2 O 2 合成或析H 2 性能。(b)在-0.80 V (vs. Ag/AgCl)下通过RDE测试获得的Koutecky-Levich曲线。(c)在有无可见光(λ > 420 nm)照射条件下，HEP-COFs和DMPO在水/甲醇(9/1: v/v)中于O 2 气氛下的EPR谱。(d)在Ar气氛下于NaIO 3 溶液中(0.01 M) H 2 O 2 或O 2 生成量的时间关系图。
图4 . 在(a) HEP-TAPT-COF和(b) HEP-TAPB-COF不同活性位点上，二电子O 2 还原路径的计算自由能图。在(c) HEPTAPT-COF和(d) HEP-TAPB-COF不同活性位点上，四电子水氧化路径的计算自由能图。(e,f) HEP-COFs在光催化H 2 O 2 合成过程中的原位DRIFT谱。(g) HEP-TAPT-COF的光催化H 2 O 2 合成示意图。
图5 . (a) HEP-COFs在可见光(λ > 420 nm)照射下的I-t曲线。(b) HEP-COFs在可见光(λ > 420 nm)照射下的EIS测试结果。(c) HEP-COFs的瞬态OCVD测试。(d) HEP-COFs的稳态光致发光光谱。
总结与展望
【文献来源】
Dan Chen, Weiben Chen, Yuting Wu, Lei Wang, Xiaojun Wu, Hangxun Xu, Long Chen. Covalent Organic Frameworks Containing Dual O 2 Reduction Centers for Overall Photosynthetic Hydrogen Peroxide Production. Angew. Chem. Int. Ed. 2022. DOI: 10.1002/ange.202217479.
文献链接： https://doi.org/10.1002/ange.202217479