开发能够将硫转化为共轭多孔富含硫的聚合物是个较大的挑战,直接利用常见的硫原料进行合成能够丰富硫原料的使用,缓解储硫的环境问题。
有鉴于此,橡树岭实验室戴胜研究员、华东理工大学吴新平教授、田程程研究员、四川大学朱祥研究员等报道机械化学亲核芳基取代反应(SNAr)能够将硫转化为二硫杂蒽(thianthrene)桥连且具有密集的分子D-A结的多孔梯形聚合物。
本文要点:
(1)
研究结果表明,在固体球磨反应过程中,1,2-二卤芳烃和硫之间生成弯折二硫杂蒽结构是合成过程的关键。此外,D-A单元组装形成的多孔结构能够高效率的进行可见光催化还原CO2,H2O,而且无需添加光敏剂、牺牲剂、助催化剂。
CO2光催化还原生成CO的产率达到306.1 μmol g-1 h-1,CO的选择性接近100 %,反应过程H2O氧化生成O2。实验和理论计算的结果表明,优异的光生电荷分离性能和优异的激子分离导致光催化反应生成CO的高效率。
(2)
这种新颖的机械合成SNAr能够推动开发能够直接应用硫的先进技术,促进合成D-A梯形聚合物在光催化领域的发展前景。
参考文献
Na Yang, Zi-Jian Zhou, Xiang Zhu, Jiwei Wu, Yifan Zhang, Tao Wang, Xin-Ping Wu, Chengcheng Tian, Xia Jiang, Sheng Dai, Sulfur Conversion to Donor-Acceptor Ladder Polymer Networks through Mechanochemical Nucleophilic Aromatic Substitution for Efficient CO2 Photoreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202419108
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202419108