通过供体-受体基团调节CTF-NH2中NH2的Lewis碱性优化光催化水分解性能

陆钊 吕虎 刘亲壮 王中辽

引用本文: 陆钊, 吕虎, 刘亲壮, 王中辽. 通过供体-受体基团调节CTF-NH2中NH2的Lewis碱性优化光催化水分解性能[J]. 物理化学学报, 2024, 40(12): 240500. doi: 10.3866/PKU.WHXB202405005 shu
Citation:  Zhao Lu,  Hu Lv,  Qinzhuang Liu,  Zhongliao Wang. Modulating NH2 Lewis Basicity in CTF-NH2 through Donor-Acceptor Groups for Optimizing Photocatalytic Water Splitting[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2024, 40(12): 240500. doi: 10.3866/PKU.WHXB202405005 shu

通过供体-受体基团调节CTF-NH2中NH2的Lewis碱性优化光催化水分解性能

    通讯作者: 王中辽,Email:wangzl@chnu.edu.cn
  • 基金项目:

    河套深港科技创新合作区项目(HZQB-KCZYB-2020083),深圳市科技计划项目(KCXFZ20211020163816023),深圳市中地建设工程有限公司合作项目(22100245),教育部高等学校自然科学重点研究项目(2022AH050396)资助

摘要: 光催化水分解(PWS)为可持续生产绿色氢气提供了最佳方法。NH2修饰的共价三嗪框架(CTF-NH2)由于其强大的光吸收能力、最佳的电荷分离能力和相当大的氧化还原电位,在PWS中具有潜力。然而,由于中间产物的转化困难,高表面反应势垒阻碍了PWS的效率。调节CTF上NH2的路易斯碱性为解决这一挑战提供了一条可行的途径。本工作在胺基的对位引入给电子乙基(C2H5)和吸电子5氟乙基(C2F5),生成C2H5-CTF-NH2和C2F5-CTF-NH2,以调节路易斯碱性CTF-NH2。通过DFT计算,模拟了CTF-NH2、C2H5-CTF-NH2和C2F5-CTF-NH2的光学性质、激发态、电子结构、偶极矩和表面反应过程。 结果表明,吸电子C2F5基团可以降低NH2上的电子密度和路易斯碱性,从而降低析氢析氧反应的能垒,有效提高CTF-NH2的PWS效率。这项工作揭示了一种用于PWS应用的供体-受体调控CTF的创新方法。

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  • 发布日期:  2024-06-04
  • 收稿日期:  2024-05-07
  • 接受日期:  2024-05-28
  • 修回日期:  2024-05-27
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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