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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(shí)間:2023-07-18 09:21:57 瀏覽:2001次

              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(jī)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(jī)骨架在有機(jī)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(diǎn)和加速傳質(zhì)過程,有利于非均相催化反應(yīng)。氫鍵有機(jī)骨架HOF-H4TBAPy因其獨(dú)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(bào)道了利用具有親水性1D微孔通道的氫鍵有機(jī)框架HOF-H4TBAPy作為這種方法的概念驗(yàn)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(diǎn)

              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(jī)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(dá)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(kuò)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(fù)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(qiáng)有機(jī)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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              全部 3小時(shí)前 四川
              文字是人類用符號記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)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(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會(huì)。
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