中國化學(xué)會第32屆學(xué)術(shù)年會
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基于可調(diào)諧的共價三嗪骨架(CTF-0)應(yīng)用于可見光驅(qū)動的水裂解析氫和產(chǎn)氧
孔丹 Junwang Tang*

分會

第二十分會:固體表界面化學(xué)與多相催化

摘要

共價三嗪骨架(CTF)是一種基于聚合物的半導(dǎo)體,最近被廣泛應(yīng)用與光催化水分解。其可調(diào)節(jié)的能帶帶隙為其的廣泛應(yīng)用提供了巨大潛力。本研究提供了一系列的由微波輔助合成和離子熱合成方法制備的CTF-0材料,應(yīng)用于可見光驅(qū)動的水分解的研究。通過微波合成的CTF-0-M2相比于其他CTF-0材料具有最高的光催化析氫的活性,最高可達(dá)7010μmolh-1 g-1, 是離子熱制備的CTF-0-I的7倍。該反應(yīng)在連續(xù)光照7個循環(huán)后仍然保持穩(wěn)定的光催化活性,其TON轉(zhuǎn)換率高達(dá)726。究其原因,可歸因于較窄的能帶帶隙、較低的導(dǎo)帶位置和快速的光生電荷轉(zhuǎn)移。另一方面,通過離子熱法制備的CTF-0-I材料在這些材料中具有最高的光催化產(chǎn)氧活性。在相同的實驗條件下,CTF-0-I的產(chǎn)氧量是CTF-0-M2的6倍。在沒有任何助催化劑的修飾的情況下,CTF-0-I在420nm處量子效率(AQY)高達(dá)5.3%。這是由于較大的氧化驅(qū)動力和大量的活性位點,導(dǎo)致了其水氧化產(chǎn)氧的活性超過了大多數(shù)的聚合物產(chǎn)氧的報道。這些研究表明,通過調(diào)節(jié)合成條件能夠調(diào)節(jié)CTF-0的能帶位置和層間堆積結(jié)構(gòu),從而影響其光化學(xué)和氧化還原特性,從而增強了光催化產(chǎn)氫和氧逸出的性能,并且通過第一原理計算得到了證實。

關(guān)鍵詞

共價三嗪框架;產(chǎn)氧;析氫,可見光催化,水分解

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