多環芳烴化合物(PAH)是一類重要的材料,能夠作為有機半導體和納米碳材料的構筑單元。通過sp2-C橋連接構筑的PAH能夠形成高晶化度π延展結構,這種結構不僅能夠拓展二維材料的種類,而且能夠產生獨特的功能。
有鑒于此,上海交通大學張帆教授等報道發展5,10-二甲基-4,9-二氮雜芘(5,10-dimethyl-4,9-diazapyrene)的單體分子,這種分子的相鄰氮原子含有兩個甲基,有助于提高溶解度,作為活性的連接位點。
當存在有機酸的情況,這種單體分子能夠發生Knoevenagel縮合反應澀會給你成兩種烯烴連接的PAH COF,表現高結晶度的蜂窩結構和非常大的比表面積(1238 m2 g-1)。
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由于PAH結構單元通過烯烴連接,因此這種COF具有空間拓展的p共軛結構,體現顯著的半導體性質。這種PAH COF具有非常好的可見光催化活性和持久性,純水生成H2O2的速率最高達到3820 μmol g-1 h-1,當使用苯甲醇作為空穴犧牲試劑,生成H2O2的產量能夠達到17080 μmol g-1 h-1。
參考文獻
Xu Chi, Zixing Zhang, Mengqi Li, Yang Jiao, Xiaomeng Li, Fancheng Meng, Bai Xue, Dongqing Wu, Fan Zhang, Vinylene-Linking of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons to π-Extended Two-Dimensional Covalent Organic Framework Photocatalyst for H2O2 Synthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418895
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202418895