祝贺车慧楠博士在Nano Energy杂志上发表学术论文

作者: 时间:2019-11-27 点击数:

近日,我院车慧楠博士在多孔分子内g-C3N4基给体-受体共轭聚合物在高效光催化分解水制氢方面的研究取得重要进展,相关工作在《Nano Energy》杂志上发表题“Facile construction of porous intramolecular g-C3N4-based donor-acceptor conjugated copolymers as highly efficient photocatalysts for superior H2 evolution”的文章(Nano Energy https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104273, IF = 15.548)。


众所周知,石墨化氮化碳(g-C3N4)作为一种典型的可见光聚合物光催化剂,具有稳定性高、合适的能带结构等众多优势,但光催化效率却一直较低。在该研究中,我们首次提出利用尿素与三聚氰胺甲醛(MF)树脂共聚作用,有效的将g-C3N4基分子内给体-受体(Donor-Acceptor, D-A)共轭结构与多孔结构相结合协同促进g-C3N4的光催化制氢活性。实验结果表明,制备的多孔分子内g-C3N4-MFx D-A共轭聚合物不仅提高了光能利用率,而且加速了载流子的分离与传输。此外,与纯g-C3N4相比,g-C3N4-MF100 D-A共轭聚合物的比表面积明显增大且导带明显向上平移,这更有利于电子与质子(H+)发生还原反应产生氢气(H2)。如预期所料,多孔分子内g-C3N4-MF100 D-A 共轭聚合物具有最佳的光催化制氢活性(3612.65 μmol h-1 g-1),约为纯g-C3N48.87倍,且优于之前报道的大多数g-C3N4D-A 共轭聚合物和多孔g-C3N4。此外,多孔分子内g-C3N4-MF100 D-A 共轭聚合物在420 nm 处的表观量子效果高达8.6%。该工作为后续有效的结合分子内D-A 共轭和多孔结构,以显著提高光催化制氢活性提供了新的设计思路。


(绿色化工研究院)



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