免费无码婬片AAAA片老牛视频,国精品无码人妻一区二区三区,日韩精品无码一区二区三区久久久

DOI:10.1016/S1872-2067(23)64450-X

近日，《催化學(xué)報(bào)》在線發(fā)表了福州大學(xué)李留義、于巖教授團(tuán)隊(duì)在光催化CO2還原領(lǐng)域的最新研究成果。該工作報(bào)道了晶態(tài)線型共軛聚酰亞胺對(duì)光催化CO2還原性能的影響及電荷傳輸機(jī)制。論文第一作者為：李慧珍。論文共同通訊作者為：李留義，于巖

背景

化石能源的大量使用帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源危機(jī)。利用太陽能和半導(dǎo)體光催化劑將CO2還原為高附加值的化學(xué)品，不僅可實(shí)現(xiàn)碳減排，還可減輕對(duì)傳統(tǒng)化石資源的依賴，成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。半導(dǎo)體材料是決定光催化還原CO2過程進(jìn)行的重要因素之一，提高光生載流子利用率至關(guān)重要。設(shè)計(jì)制備具有定向電荷傳輸能力的半導(dǎo)體材料將有利于抑制光生電荷復(fù)合，從而實(shí)現(xiàn)高效光催化性能。本文通過均苯四甲酸二酐和二胺單體的縮合反應(yīng)制備出三例晶態(tài)線型共軛聚酰亞胺有機(jī)半導(dǎo)體材料用于光催化CO2還原，研究了聚合物重復(fù)單元的電子推拉效應(yīng)對(duì)電荷定向傳輸及催化性能的影響

創(chuàng)新點(diǎn)

1、基于分子內(nèi)可逆共價(jià)鍵偶聯(lián)和分子間π-π堆積作用，通過簡單的溶劑熱法制備出晶態(tài)線型共軛聚酰亞胺有機(jī)半導(dǎo)體材料，并用于光催化CO2還原。

2、提出相鄰構(gòu)筑單元的偶極效應(yīng)驅(qū)動(dòng)分子內(nèi)定向電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制

主要研究成果

圖1. 合成和結(jié)構(gòu)表征。（a）合成示意圖，（b,c）CLP-CS結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和俯視圖，（d-f）實(shí)驗(yàn)（紅）和模擬XRD圖（藍(lán)/橙/紫），光學(xué)顯微鏡圖（g）、SEM（h）和TEM圖（i）。

要點(diǎn)：

通過均苯四甲酸二酐和二胺單體的縮合反應(yīng)制備出三例晶態(tài)線型共軛聚酰亞胺CLP-CS，CLP-CF和CLP-CB。粉末X射線衍射和結(jié)構(gòu)擬合確定了聚合物的結(jié)構(gòu)和堆積方式。CLP-CS的顯微結(jié)構(gòu)表征顯示納米片狀堆積的花狀形貌。

圖2. 光電化學(xué)表征。紫外可見光漫反射吸收光譜圖（a）、能級(jí)結(jié)構(gòu)圖（b）、光電流曲線圖（c）和熒光圖（d）。

要點(diǎn)：

光電化學(xué)表征分析發(fā)現(xiàn)三者都具有良好的可見光響應(yīng)能力和驅(qū)動(dòng)光催化還原CO2的能帶結(jié)構(gòu)。

圖3. CO2光催化還原活性。（a）時(shí)間相關(guān)的CO和H2，（b）同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)，（c）光照1 h產(chǎn)率，（d）循環(huán)實(shí)驗(yàn)圖。

要點(diǎn)：

在模擬太陽光照射下，以三乙醇胺為空穴犧牲劑，[Co(bpy)3]2+為助催化劑，CLP-CS能夠穩(wěn)定持續(xù)地將CO2還原為CO，CO析出速率高達(dá)1613 μmol g?1 h?1，同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)表明CO來源于CO2。

催化機(jī)理

圖4. 催化機(jī)理分析。（a）HOMO和LUMO軌道分布圖，（b）偶極矩，（c）EPR圖，（d）Zeta電位。

要點(diǎn)：

通過密度泛函理論計(jì)算了三者的HOMO/LUMO軌道分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三者的LUMO軌道主要位于酰亞胺基團(tuán)，而HOMO軌道主要分布在聚合物另一半部分，表明三者都屬于D-A結(jié)構(gòu)，重復(fù)單元間存在明顯的電子推拉效應(yīng)。此外，我們還計(jì)算了三者的偶極矩，其中含苯并噻吩砜的CLP-CS具有最大偶極矩（5.26 D），如此大的偶極矩有助于驅(qū)動(dòng)電荷有效的分離和轉(zhuǎn)移。這被認(rèn)為是三種聚合物光催化還原CO2性能差異的主要原因。EPR數(shù)據(jù)表明CLP-CS在光照下有效的產(chǎn)生了電子，CLP-CS負(fù)載[Co(bpy)3]2+后光照下聚合物上電子信號(hào)變?nèi)?，說明電子從CLP-CS轉(zhuǎn)移到[Co(bpy)3]2+上，進(jìn)而還原CO2。Zeta電位測試說明CLP-CS和[Co(bpy)3]2+之間存在靜電作用，在靜電場的作用下，光生電子從CLP-CS向Co位點(diǎn)，傳輸實(shí)現(xiàn)光生電荷與氧化還原電對(duì)的空間分離和定向傳輸。

圖5. 結(jié)晶型線型聚酰亞胺在光誘導(dǎo)下發(fā)生電子定向轉(zhuǎn)移驅(qū)動(dòng)光催化CO2還原。

要點(diǎn)：

綜上，我們提出了結(jié)晶型線型共軛聚合物在光催化中可能的定向電荷傳輸路徑。在光照射下，光生電子在偶極效應(yīng)的驅(qū)動(dòng)下從砜單元轉(zhuǎn)移到相鄰的酰亞胺單元，在靜電場作用下，電子轉(zhuǎn)移到[Co(bpy)3]2+催化活性位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了分子內(nèi)和分子間的電荷定向傳輸

小結(jié)

本文構(gòu)建了具有定向電子遷移性質(zhì)的晶態(tài)線型共軛聚酰亞胺有機(jī)半導(dǎo)體材料，與Co配合物協(xié)同實(shí)現(xiàn)了高效的光催化還原CO2為CO活性，即使在極端條件下也表現(xiàn)出很高的化學(xué)穩(wěn)定性和活性，為開發(fā)高效的光催化劑提供新思路

作者

李留義，福州大學(xué)，材料科學(xué)與工程學(xué)院，研究員，博導(dǎo)。主要研究方向?yàn)椋汗獯呋δ軐?dǎo)向的共價(jià)有機(jī)框架（COFs）材料的構(gòu)建。相關(guān)研究成果主要發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed., ACS Energy Lett., ACS nano, ACS Catal., Small, Chem.Commun.等國際期刊。

于巖，福州大學(xué)，材料科學(xué)與工程學(xué)院，教授，博導(dǎo)，福建省優(yōu)秀教師，福建省科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。主要研究方向?yàn)椋禾沾刹牧?、環(huán)境功能材料，納米材料等。在Prog. Mater. Sci.，J. Am. Chem. Soc.等期刊上發(fā)表各類高水平論文180余篇，出版學(xué)術(shù)專著5部。以第1完成人獲福建省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國材料研究學(xué)會(huì)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國發(fā)明協(xié)會(huì)發(fā)明創(chuàng)業(yè)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，福建省青年科技獎(jiǎng)。

文獻(xiàn)信息：

Huizhen Li, Yanlei Chen, Qing Niu, Xiaofeng Wang, Zheyuan Liu, Jinhong Bi, Yan Yu *, Liuyi Li *, Chin. J. Catal., 2023, 49: 152–159

无码人妻精品一区二区50-成人国产精品秘?久久久按摩下载

福州大學(xué)課題組：具有定向電荷傳遞能力的晶態(tài)線型聚酰亞胺材料驅(qū)動(dòng)光催化CO2還原

光催化

CO2還原

福州大學(xué)

上海善施科技有限公司