Angew：调控聚合物结构光催化合成H2O2

纳米技术

2024-05-07

在不加入牺牲试剂条件下，通过水和O₂进行光催化合成H₂O₂能够作为蒽醌氧化反应的可行替代方法。

有鉴于此，武汉理工大学曹少文通过连续的C-H芳基化和Knoevenagel聚合反应合成得到一种共价连接的分子异质结，发现这种有机聚合物材料表现优异的光催化制备H₂O₂性能。

主要内容

（1）

通过缺电子的苯并噻吩-4,8-二酮、富电子的双酚以及苯二乙腈进行共聚反应，不仅扩张共轭体系，而且增加分子偶极矩，从而非常有效的促进光生载流子的分离和转移。

（2）

结构优化后，BTDB-CN0.2表现优异的光催化制备H₂O₂性能，制备H₂O₂的速率达到1920 μmol g^-1 h^-1，这个数值分别达到BTDB和BTDCN的2.2倍和11.6倍。通过飞秒瞬态吸收光谱和理论计算，发现连接分子能够作为光生载流子的快速传输通道，提高光催化反应效率。而且通过原位DRIFT光谱表征说明通过单电子还原方式进行ORR反应，而且催化反应过程中能够发生H⁺螯合导致C=O和C-OH之间转变，因此促进生成H₂O₂。这项工作为设计有机光催化剂提供新思路。

参考文献

Jingzhao Cheng, Wang Wang, Jianjun Zhang, Sijie Wan, Bei Cheng, Jiaguo Yu, Shaowen Cao, Molecularly Tunable Heterostructured Co‐polymers Containing Electron‐deficient and ‐rich Moieties for Visible‐light and Sacrificial‐agent‐free H₂O₂ Photosynthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202406310

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202406310