Angew:共轭聚合物光催化氧化的结构-性能规律
纳米技术 纳米 2024-05-31

反应活性氧物种(ROS)能够对于光催化反应路径、中间体物种、产物选择性起到决定性作用。但是人们对于聚合物光催化剂调节ROS的研究仍处于早期阶段。

有鉴于此,东北师范大学谭华桥教授、耿允副教授、赵钊博士等报道合成一系列芘-炔烃作为骨架结构的共轭多孔聚合物CPP(conjugated porous polymers)光催化剂。通过调节有机配体分子,分别选择1,4-二溴苯(BE)、4,4′-二溴联苯(IP)、3,3′-二溴联苯(BP)合成三个CPP聚合物。

主要内容

(1)

通过实验和理论计算,说明BE-TEPY聚合物表现平面结构,而且具有最小的激子结合能,因此有助于激子的解离以及与吸附O2分子转移电荷生成·O2-。BE-TEPY光催化剂在苯甲酸氧化反应和[3+2]环加成反应中表现优异的性能。

(2)

相比而言,BP-TEPY的骨架结构不规则,其平面共轭性降低,因此提高系间窜越的机会,有助于共振能量转移和生成1O2。BP-TEPY在[4+2]环加成反应和硫苯甲醚氧化反应中表现优异的光催化活性,其反应物的转化率和产物选择性都超过99 %。这项工作系统揭示了CPP光催化剂骨架结构有关的结构-光催化性能的规律、激子性质、选择性生成ROS的能力,这项工作有助于设计高活性和选择性催化的CPP光催化剂。

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参考文献

Guobang Li, Tianyu Qiu, Qi Wu, Zhao Zhao, Lili Wang, Yangguang Li, Yun Geng, Huaqiao Tan, Pyrene‐Alkyne‐Based Conjugated Porous Polymers with Skeleton Distortion‐Mediated •O2 and 1O2 Generation for High‐Selectivity Organic Photosynthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202405396

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202405396


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