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新加坡国立江东林团队:人工光合成系统新突破

果壳硬科技  · 公众号  ·  · 2024-06-28 08:30
    

主要观点总结

新加坡国立大学江东林教授团队报道了通过设计光催化共价有机框架(COFs)的π骨架和纳米孔道,实现高效人工光合作用,相关成果发表在Nature Synthesis期刊上。该成果针对过氧化氢(H2O2)的绿色可持续生产方法进行了探索,解决了现有生产方法能耗高、需要贵金属催化剂等问题。文章关键点是供体-受体COFs的设计、光催化性能的提高和光合作用的实现。

关键观点总结

关键观点1: 新加坡国立大学江东林教授团队通过系统性设计光催化COFs的π骨架和纳米孔道,实现了高效人工光合作用。

该成果解决了光催化面临的关键问题,包括载流子生成不足、催化位点数量和可及性有限、反应动力学缓慢等。

关键观点2: 研究成果应用于绿色可持续的H2O2生产。

该成果解决了现有H2O2生产方法能耗高、需要贵金属催化剂、使用高压氢气和有毒溶剂等问题。

关键观点3: 供体-受体类COFs的设计是实现高效光催化的关键。

通过构建六连接苯并菲单体和精心设计二苯基丁二炔单元,实现了光生电荷的分离和迁移,促进了光致氧化还原反应。


文章预览

★ 欢迎星标 果壳硬科技 ★ 具有有序π骨架和纳米孔阵列结构的共价有机框架(COFs)是理想的光催化材料,但其用途尚未得到充分开发。 新加坡国立大学江东林教授 团队报道了通过系统性设计光催化COFs的π骨架和纳米孔道来实现高效人工光合作用。该光催化剂呈现交替排列的供体-受体骨架结构,在光照下转化为具有氧还原和水氧化活性位点的密集催化网络。同时,在空间上隔离的供体和受体柱用于载流子的分离,防止光生电荷复合并实现电荷快速传输。该光催化COFs的孔壁被设计成亲水性,使水和溶解氧能够经一维通道,通过毛细作用运输到催化位点。 相关成果“Hierarchical assembly of donor–acceptor covalent organic frameworks for photosynthesis of hydrogen peroxide from water and air”发表在2024年5月17日的 Nature Synthesis 期刊上。论文通讯作者是江东林教授,第一作者是 ………………………………

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