CO2資源化利用不僅可以緩解溫室效應(yīng)引起的環(huán)境問題,而且還可以解決日益嚴(yán)峻的能源枯竭問題。以太陽光為直接驅(qū)動力的光催化還原CO2生成有機(jī)物是較為理想的途徑之一,也是極具挑戰(zhàn)性的前沿方向。含氮共價(jià)有機(jī)框架材料(COF)擁有良好吸光能力和電荷傳輸能力,具有高穩(wěn)定性、高CO2吸附量、易于設(shè)計(jì)調(diào)控和修飾等優(yōu)點(diǎn),是一類非常有潛力的光催化固碳材料。我所通過胺醛縮合席夫堿反應(yīng)合成了一系列具有相同結(jié)構(gòu)不同官能團(tuán)的酮胺基COF材料TpBD-X [X = -H2、-(CH3)2、-(OCH3)2和-(NO2)2],并研究不同官能團(tuán)對該類材料光催化還原CO2性能的影響。結(jié)果表明,官能團(tuán)的引入會影響TpBD的可見光吸收能力,改變其能帶結(jié)構(gòu);與吸電子基團(tuán)相比,該COF材料中的給電子基團(tuán)更有利于光催化還原CO2的進(jìn)行,其活性順序?yàn)?/span>-OCH3 > -CH3 > -H2> -NO2。結(jié)合各種表征技術(shù),發(fā)現(xiàn)給電子基官能團(tuán)可以增強(qiáng)該類材料的共軛效應(yīng),提高可見光吸收,加快光生電荷分離與遷移,進(jìn)而提高光催化還原CO2活性。該研究不僅可以拓展COF材料的實(shí)際應(yīng)用,還可以豐富光催化理論,對于CO2的固定轉(zhuǎn)化具有重要的理論指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
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