齊魯工大研究生在Advanced Functional Materials上發表發表高水平論文
近日,齊魯工業大學(山東省科學院)化學與製藥學部周衛教授團隊在有機半導體光催化應用方麵取得重要研究進展,該成果以“Carbon Quantum Dots Confined into Covalent Triazine Frameworks for Efficient Overall Photocatalytic H₂O₂ Production”為題在Advanced Functional Materials(IF=19)期刊上在線發表,目前已被熱點專題(Hot Topic: Carbon, Graphite, and Graphene)收錄。化藥學部2021級碩士研究生楊悅為第一作者,化藥學部郭莉萍副教授、李貞子教授和周衛教授為本文共同通訊作者,齊魯工業大學(山東省科學院)為唯一單位。
多孔有機聚合物具有結構組成多樣、分子設計目的性強等優點,在光催化領域有良好的應用前景。然而有機半導體固有的高阻抗和低導電性限製了電荷轉移效率,從而降低了光催化性能。基於上述問題,本工作將碳量子點(CQDs) 通過化學鍵合錨定在共價三嗪框架(CTF)孔道內部,CQDs作為良好的電子傳輸介質,從而提升CTF本體的電導率。結果顯示CQDs (0.5 wt %)的加入可以使CTF的電子電導率提高10倍,因此該複合材料呈現高的電荷分離和轉移效率。此外,CQDs的嵌入明顯地提升親H⁺能力,從而增加產H₂O₂中的氧還原(ORR)路徑的效率;不僅如此,CQDs的存在能夠明顯地增強材料的氧化能力,從而提升產H₂O₂中的水氧化(WOR)路徑的效率。因此在純水中無任何犧牲劑存在的情況下,0.5% CQD-CTF在可見光照射下,H₂O₂生成速率高達1036μmolg⁻¹h⁻¹,是原始CTF性能的4.6倍。該工作為有機半導體高效生產H₂O₂提供了新思路。本工作受到國家自然科學基金、山東省泰山學者計劃、山東省高等學校“青創人才引育計劃”等基金的支持。
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