共价有机框架(COF)作为一种新型的光催化剂,在可见光驱动的氢气释放中显示出独特的优势,而报道的整体水分解系统在各种基于COF的光催化剂中仍然非常罕见。
有鉴于此,哈尔滨理工大学张凤鸣教授等报道由两种COF构建有机S异质结,能够改善光催化整体水分解的性能。
在该体系中,TpBpy-COF和COF-316分别作为生成H2和O2的位点,通过共轭芳环之间的π-π相互作用结合在一起。将尺寸超小的Pt纳米颗粒引入TpBpy-COF纳米片的孔道,得到COF-316/Pt@TpBpy-COFNS异质结构,在可见光(λ≥420 nm)分别得到220.4 µmol g-1 h-1的制氢效率和110.2 µmol g-1 h-1的产氧效率。
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通过瞬态吸收光谱(TAS)和光电子测量,有机异质结界面能够显著促进光生电子-空穴的分离和转移。通过理论计算和原位实验,验证COF/COF异质结界面的自发形成和整体水分解的活性位点。
参考文献
Bing-Bing Luan, Xiaoyu Chu, Ya Wang, Xiu Qiao, Yanxia Jiang, Feng-Ming Zhang, Construction of COF/COF Organic S-Scheme Heterostructure for Enhanced Overall Water Splitting, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202412653
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202412653