含有π化學鍵和多孔結(jié)構(gòu)的COF材料能夠作為光催化劑。但是通常COF通過π堆疊形成層狀結(jié)構(gòu)，因此只有表面層才能夠用于光催化。有鑒于此，新加坡國立大學江東林教授等報道通過暴露隱藏在內(nèi)部的活性位點，開發(fā)了一種垂直方向展開的結(jié)構(gòu)。
設計了二維Co(II)卟啉層并且通過共價連接，通過Co(II)卟啉層與雙齒配體通過三組分一步聚合反應。通過這種方法層間距離顯著拓展，每個Co(II)卟啉層的上表面和下表面都能夠暴露于反應物。出乎意料的發(fā)現(xiàn)，垂直方向擴張的骨架結(jié)構(gòu)能夠提高骨架的氧化電極電勢，降低激子解離能，改善孔道的親水性和水的親和性，促進水分子的輸送。
（2）
這項工作整體上改善光催化水氧化生成氧氣的性能，產(chǎn)氧的產(chǎn)率達到1155 μmol g-1 h-1，450 nm的量子效率達到1.24 %，TOF達到1.39 h-1，光催化性能達到π堆疊的骨架結(jié)構(gòu)材料的5.1倍。這項研究有助于設計層狀骨架結(jié)構(gòu)材料用于多種多樣的催化反應體系。
參考文獻
Donglin Jiang, Shuailei Xie, Ruoyang Liu, Nengyi Liu, Hetao Xu, Xiong Chen, Xinchen Wang, Vertically Expanded Covalent Organic Frameworks for Photocatalytic Water Oxidation into Oxygen, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202416771
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416771
