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常州大學(xué)顧培洋、劉廣峰、周仕元AFM：功能化修飾共軛多孔聚合物用于高效光合成 H?O?
  發(fā)布日期：2024-10-24

過氧化氫（H?O?）作為一種重要化學(xué)品，在多個(gè)行業(yè)如制藥、紡織、造紙及環(huán)保中都有廣泛應(yīng)用。由于傳統(tǒng)生產(chǎn)方法如蒽醌法、電解合成及醇氧化等存在高能耗和可能產(chǎn)生二次污染的問題，尋找替代方法變得尤為重要。光催化技術(shù)因其能夠利用陽光、水和氧氣這些自然資源來進(jìn)行H?O?的生產(chǎn)，被認(rèn)為是未來可持續(xù)發(fā)展的方向之一。光催化H?O?生產(chǎn)的機(jī)制通常涉及兩個(gè)關(guān)鍵步驟：氧還原反應(yīng)（ORR）和水氧化反應(yīng)（WOR），在這過程中，光催化劑的作用至關(guān)重要。共軛多孔聚合物（CPPs）由于具備易于合成、高比表面積、共軛結(jié)構(gòu)以及成本效益等特點(diǎn)，已經(jīng)成為光催化劑研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

常州大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種通過功能化修飾的共軛多孔聚合物，用于高效光催化合成H?O?。這種新材料通過引入特定的官能團(tuán)如磺酸基（─SO?H）或季銨基團(tuán)，改善了聚合物的親水性、O?吸附能力，同時(shí)提升了光生載流子的分離效率以及電子/質(zhì)子的傳輸效率，從而實(shí)現(xiàn)H?O?的高效生成。特別是在引入磺酸基團(tuán)后，所得到的光催化劑NI-TPA-NI-SO?H表現(xiàn)出了非常高的H?O?生成速率，并且在加入乙二胺四乙酸二鈉鹽作為空穴犧牲劑時(shí)，該速率更是顯著提升，優(yōu)于多數(shù)已知的有機(jī)光催化劑。這項(xiàng)研究不僅為H?O?的環(huán)境友好型生產(chǎn)提供了新的思路，而且展示了CPPs在光催化領(lǐng)域的巨大潛力。

該研究以題為“Functionalized Modification of Conjugated Porous Polymers for Full Reaction Photosynthesis of H2O2”的論文發(fā)表在最新一期的《Advanced Functional Materials》上。

論文信息：

https://doi.org/10.1002/adfm.202415244

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