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推動綠色化工 科學家構筑新型光催化劑
2024年06月20日 09:13:06
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：9511
該催化劑具有親水性、結晶性、半導體特性“三合一”的優(yōu)勢，可實現(xiàn)高效的電子傳遞、質(zhì)子傳遞和分子傳遞過程，從純水和空氣中實現(xiàn)過氧化氫的高效率綠色合成，有望應用于其他光化學轉換的綠色化工過程。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】在全球化工領域，綠色化工和環(huán)保已成為行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。隨著人類對可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護的認識加深，傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)方式已難以滿足現(xiàn)代社會的需求。在這樣的背景下，共價有機框架(COFs)作為一種新興的光催化材料，因其獨特的結構和性能，在綠色化工和環(huán)保領域展現(xiàn)出了巨大的潛力。
共價有機框架(COFs)是一類由共價鍵連接的有機多孔材料，具有高度的結構可設計性和穩(wěn)定性。近年來，隨著合成技術的不斷發(fā)展，COFs在光催化領域的應用逐漸受到人們的關注。與傳統(tǒng)的光催化劑相比，COFs具有更大的比表面積、更高的光吸收能力和更好的電子傳輸性能，這些特性使其在光催化合成、能源轉換和環(huán)境保護等方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。
在綠色化工領域，COFs的應用主要集中在光催化合成方面。傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)過程往往伴隨著大量的能源消耗和環(huán)境污染，而光催化合成作為一種綠色、可持續(xù)的生產(chǎn)方式，可以在溫和的條件下實現(xiàn)高效、低耗、無污染的化學反應。通過構筑具有特定功能的COFs光催化劑，可以實現(xiàn)對特定化學反應的高效催化，從而推動綠色化工的發(fā)展。
中國科學院院士，華東理工大學化學與分子工程學院、費林加諾貝爾獎科學家聯(lián)合研究中心教授朱為宏團隊，首次利用親水脂肪鏈構筑半導體共價有機框架(COF)光催化劑，該催化劑具有親水性、結晶性、半導體特性“三合一”的優(yōu)勢，可實現(xiàn)高效的電子傳遞、質(zhì)子傳遞和分子傳遞過程，從純水和空氣中實現(xiàn)過氧化氫的高效率綠色合成，有望應用于其他光化學轉換的綠色化工過程。
研究團隊創(chuàng)新性地提出了采用酒石酸衍生物為單體構筑共價有機框架光催化劑的方法。這種方法巧妙地利用了脂肪鏈上的質(zhì)子給體和受體形成特定的多重氫鍵網(wǎng)絡，在實現(xiàn)共價有機框架親水性的同時，獲得了結晶型的光催化劑。該光催化劑在光催化氧還原制過氧化氫方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，實現(xiàn)了綠色、高效的光催化氧還原制過氧化氫過程。
相關論文Constructing Photocatalytic Covalent Organic Frameworks with Aliphatic Linkers于近日發(fā)表在國際期刊《美國化學會志》上。
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