過氧化氫(H?O?)作為一種重要化學品,在多個行業如制藥、紡織、造紙及環保中都有廣泛應用。由于傳統生產方法如蒽醌法、電解合成及醇氧化等存在高能耗和可能產生二次污染的問題,尋找替代方法變得尤為重要。光催化技術因其能夠利用陽光、水和氧氣這些自然資源來進行H?O?的生產,被認為是未來可持續發展的方向之一。光催化H?O?生產的機制通常涉及兩個關鍵步驟:氧還原反應(ORR)和水氧化反應(WOR),在這過程中,光催化劑的作用至關重要。共軛多孔聚合物(CPPs)由于具備易于合成、高比表面積、共軛結構以及成本效益等特點,已經成為光催化劑研究的一個熱點。
常州大學的研究人員開發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如磺酸基(─SO?H)或季銨基團,改善了聚合物的親水性、O?吸附能力,同時提升了光生載流子的分離效率以及電子/質子的傳輸效率,從而實現H?O?的高效生成。特別是在引入磺酸基團后,所得到的光催化劑NI-TPA-NI-SO?H表現出了非常高的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,該速率更是顯著提升,優于多數已知的有機光催化劑。這項研究不僅為H?O?的環境友好型生產提供了新的思路,而且展示了CPPs在光催化領域的巨大潛力。
該研究以題為“Functionalized Modification of Conjugated Porous Polymers for Full Reaction Photosynthesis of H2O2”的論文發表在最新一期的《Advanced Functional Materials》上。
論文信息:
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