推動綠色化工 科學(xué)家構(gòu)筑新型光催化劑
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】在全球化工領(lǐng)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(hù)的認(rèn)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(jī)框架(COFs)作為一種新興的光催化材料，因其獨特的結(jié)構(gòu)和性能，在綠色化工和環(huán)保領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力。
共價有機(jī)框架(COFs)是一類由共價鍵連接的有機(jī)多孔材料，具有高度的結(jié)構(gòu)可設(shè)計性和穩(wěn)定性。近年來，隨著合成技術(shù)的不斷發(fā)展，COFs在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸受到人們的關(guān)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(zhuǎn)換和環(huán)境保護(hù)等方面展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。
在綠色化工領(lǐng)域，COFs的應(yīng)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(xué)反應(yīng)。通過構(gòu)筑具有特定功能的COFs光催化劑，可以實現(xiàn)對特定化學(xué)反應(yīng)的高效催化，從而推動綠色化工的發(fā)展。
中國科學(xué)院院士，華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院、費林加諾貝爾獎科學(xué)家聯(lián)合研究中心教授朱為宏團(tuán)隊，首次利用親水脂肪鏈構(gòu)筑半導(dǎo)體共價有機(jī)框架(COF)光催化劑，該催化劑具有親水性、結(jié)晶性、半導(dǎo)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(yīng)用于其他光化學(xué)轉(zhuǎn)換的綠色化工過程。
研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地提出了采用酒石酸衍生物為單體構(gòu)筑共價有機(jī)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(luò)，在實現(xiàn)共價有機(jī)框架親水性的同時，獲得了結(jié)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(guān)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(xué)會志》上。
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