Chem. Soc. Rev.综述：超越C3N4的π-共轭无金属聚合物半导体用于光催化化学转化

Nanoyu

2020-12-19

具有稳定、高效、廉价的无金属催化剂的光催化是无污染能源生产的最有前途的选择之一。

近日，南京大学周勇教授，西南科技大学杨龙综述了各种具有大π-共轭单元的高效无金属高分子光催化剂的最新研究进展，这些光催化剂可用于化学转化，包括水裂解、CO2还原、氮还原、有机合成以及单体聚合。

文章要点

1）作者首先概述了无金属光催化剂的催化机理。一般来说，其主要涉及两种机理，即半导体机理和分子机理。然后重点总结了无金属高分子光催化剂设计中的π-共轭扩大、电荷分离、电子结构和能带结构的合理控制。在遵循设计原则的基础上，作者总结了功能单元的选择和结构，以及π-共轭聚合物光催化剂的连接键和尺寸。

2）无金属、高共轭聚合物催化剂的可见光诱导光催化是材料科学中一个相对较新的研究领域。作者重点介绍了无金属聚合物在光催化能量转换和利用方面的研究现状，包括光催化水分解和二氧化碳还原，以及其他光辅助选择性转化有机物、氮还原、污染物降解和生物消毒等。

3）作者最后指出了无金属聚合物光催化剂面临的主要挑战，包括：i）更具选择性和活性的光催化剂的开发；ii）优化光催化剂表面的吸附；iii）光催化机理的进一步研究，以加速筛选出适用于传统化学反应的特定光催化剂。

总而言之，这些策略为进一步开发高效无金属聚合物光催化剂提供了解决催化剂活性、选择性和稳定性挑战的潜在途径。

参考文献

Long Yang, et al, Beyond C₃N₄ π-conjugated metal-free polymeric semiconductors for photocatalytic chemical transformations, Chem. Soc. Rev., 2020

DOI: 10.1039/d0cs00445f

https://doi.org/10.1039/d0cs00445f