光催化清潔能源的生產(chǎn)被認為是解決能源危機問題最有前途的方案之一。在光催化分解水領(lǐng)域,大多數(shù)報道集中于優(yōu)化產(chǎn)氫半反應上,而忽略了水分解的決速步驟是析氧半反應。值得注意的是,四電子反應過程和高的氧化還原能壘(+1.23 eV vs. NHE)也嚴重阻礙了析氧反應的發(fā)生。因此,除了滿足具有太陽光響應的前提外,深價帶(VB)位置成為滿足光解水產(chǎn)氧的理論需求。
近年來,苝酰亞胺(PDI)基有機超分子光催化材料,因其出色的光吸收、原料來源豐富及可工程化的光電性能等優(yōu)點,而在光催化領(lǐng)域嶄露頭角。特別是,已有報道指出其在不借助助催化劑的情況下,可光催化分解水產(chǎn)氧。這種較深的VB位置使它們具有較強的氧化能力,進而在水氧化半反應中展現(xiàn)出巨大的潛力。然而通過相對較弱的非共價力構(gòu)建而成,PDI基超分子材料的穩(wěn)定性也受到了挑戰(zhàn)。針對于此,將芳香核結(jié)構(gòu)單元在一個方向上通過共價鍵橋接為鏈式聚合物,而它們之間在正交方向上的π-π堆疊相互作用仍然保留,如此,有望調(diào)控獲得線性共軛聚合物。其不僅可以獲得穩(wěn)定性的增強,且有著利于電荷遷移的π-柱通道,而且還可以相應地改善分子排列的有序度。
圖3 a~c) 由KPFM測試得到的三個樣品的表面電勢結(jié)果;d) DFT計算揭示的樣品三個構(gòu)筑單元內(nèi)的MESP和基態(tài)偶極矩;空穴/電子在基態(tài)e)以及f) S0→S1時的分布(綠色區(qū)域為電子分布,藍色區(qū)域為空穴分布)。
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adma.202300655
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