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              清華大學(xué) HOF材料中微孔限域激子光催化析氫
              
                    
              
                        來源：
                        時間：2023-07-18 09:21:57
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              第一作者：周啟昕
              通訊作者：朱永法教授、郭燕教授
              通訊單位：清華大學(xué)、香港大學(xué)
              DOI: 10.1038/s41929-023-00972-x

              01

              研究背景
              有機半導(dǎo)體是一類具有吸引力的光催化劑，但其量子產(chǎn)率受到光生電荷傳輸至表面的限制。具有一維（1D）通道微孔的有機骨架在有機光催化劑中具有很好的應(yīng)用前景，孔隙材料因豐富反應(yīng)位點和加速傳質(zhì)過程，有利于非均相催化反應(yīng)。氫鍵有機骨架HOF-H4TBAPy因其獨特的性質(zhì)，在光化學(xué)中引起了人們的關(guān)注，但其孔結(jié)構(gòu)對激子遷移和孔限制反應(yīng)的影響尚不清楚。清華大學(xué)朱永法教授、香港大學(xué)/清華大學(xué)郭燕教授等人報道了利用具有親水性1D微孔通道的氫鍵有機框架HOF-H4TBAPy作為這種方法的概念驗證。在光輻照下，光生激子迅速傳輸至相鄰微孔的內(nèi)表面，產(chǎn)生僅1.88 nm的傳輸路徑，從而顯著提高激子利用率。

              02

              文章要點
              1、本研究提出了一種在HOF-H4TBAPy中微孔限制激子傳遞占主導(dǎo)地位的光催化機制。
              2、通過控制1D通道長度（≤0.59 μm），作者發(fā)現(xiàn)微孔道限制激子在光催化中起主導(dǎo)作用，并顯著提高了H2的析出速率，HOF-H4TBAPy的光催化析氫速率最高達到358 mmol h?1 g?1（537 μmol h?1），420 nm處的表觀量子產(chǎn)率（AQY）為28.6%。
              3、在可擴展的平板反應(yīng)器中，在輻照（1000 W m?2）9 h內(nèi)，每平方米負載HOF-H4TBAPy的纖維收集了超過1 mol H2。通過構(gòu)建可接近的1D微孔道來限制激子，為增強有機半導(dǎo)體的光活性提供了一種新途徑。

              03

              圖文展示
              圖1. HOF-H4TBAPy的結(jié)構(gòu)
              圖2.超快光譜學(xué)研究微孔限制的激子傳輸
              圖3. HOF-H4TBAPy的光催化析氫性能

                              
                
                
                
              
                    
              
                        
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                                四川
                            
              
                            
              
                                文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字，很多小語種，有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
                            
              
                            
              
                                
              
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