供體-受體(D-A)共價有機框架(COF)的開發已成為提升光催化性能的一種頗具前景的策略。盡管大多數研究都集中在二維COF,但對三維COF的研究仍然非常罕見。
有鑒于此,中國科學院福建物質結構研究所袁大強研究員、林少蝦等報道合理地設計并合成了一種咔唑基二氰基苯衍生物(TBFCC),其能夠作為一種本征的供體-受體結構單元。通過分別以TAPA、TAPB、TAPT作為供體,受體-π結構、受體-供體,合成了三種不同的D-A擴展型共價有機框架材料:D-D-A、A-π-D-A和A-D-A。
本文要點:
(1)
在這些材料中,結構為A-D-A的三維TAPT-COF展現出最高的HER速率,達到31.3 mmol g-1 h-1,超過了此前報道的大多數基于COF光催化劑。
(2)
這種優異的性能歸因于其A-D-A構型,該構型在三維空間中提供了多種電荷轉移途徑,克服了二維COF固有的電子傳輸限制。這一特性使得能夠促進構筑的結構內實現高效率的光生電荷分離,減少載流子的復合,優化光催化效率。
參考文獻
Huijie Li, Jie Fan, Mengxu Ran, Rahul Anil Borse, Shao-Xia Lin, Daqiang Yuan, Design and Construction of D-A-Extended 3D Covalent Organic Frameworks for Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202500937
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202500937