Nye isomere vinylen-bundne kovalente organiske rammer udviklet med distinkte fotokatalytiske egenskaber

Forskere ledet af prof. Zahng Tao ved Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) fra det kinesiske videnskabsakademi har syntetiseret to nye vinylen-bundne todimensionelle kovalente organiske rammer (v-2D-COF'er) med isomere strukturer via benzobisoxazol -medieret aldol polykondensation, der viser distinkte fotokatalytiske egenskaber. Undersøgelsen blev offentliggjort i Journal of the American Chemical Society .

Takket være deres fremragende in-plane konjugation og høje kemiske stabilitet har v-2D-COF'er tiltrukket sig stigende interesse og dermed dukket op som avancerede halvledende materialer. At udforske nye syntesetilgange og dykke ned i de fysiske og kemiske egenskaber af v-2D-COF'er er dog stadig udfordrende på grund af de begrænsede kemiske reaktioner og monomerer, der anvendes i v-2D-COF'er.

For at løse dette problem foreslog forskerne en faststof benzobisoxazol-medieret aldol polykondensationsreaktion. Baseret på denne innovative reaktion, to nye isomere benzobisoxazol-brokoblede v-2D-COF'er (v-2D-COF-NO₁ og v-2D-COF-NO₂ ) med trans/cis-konfigurationer for benzobisoxazolbindinger blev konstrueret.

De to syntetiserede isomere v-2D-COF'er viste lignende krystallinske strukturer med hensyn til molekylære formler, enhedsceller og porestørrelser. Ikke desto mindre udviser de tydelige forskelle i optoelektroniske og elektrokemiske egenskaber, såsom lysabsorption og emission og ladningsoverførselsegenskaber, ifølge resultaterne af de ultraviolet-synlige (UV-vis) absorptionsspektre og ultraviolet fotoelektronspektroskopi.

Specifikt under AM 1.5G (solar irradiation standard spectrum) bestråling ved -0,3 V i forhold til reversibel brintelektrode, v-2D-COF-NO₁ med trans-benzobisoxazol viste bedre fotoelektrokemisk ydeevne end v-2D-COF-NO₂ .

Ved at anvende Pt som cokatalysatorer, v-2D-COF-NO₁ viste fremragende fotokatalytisk hydrogenudviklingshastighed, to gange værdien af ​​v-2D-COF-NO₂ .

Denne undersøgelse giver en ny tilgang til benzobisoxazol-medieret aldolpolykondensation for at berige familien af ​​v-2D-COF'er og kaster lys over de isomeriseringsmedierede fotokatalytiske egenskaber af v-2D-COF'er. + Udforsk yderligere

Ny undersøgelse kaster lys over design af heterogene katalysatorer til selektiv kuldioxid-fotoreduktion