通过给体-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. 通过给体-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

通过给体-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, 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

摘要: 光催化水分解(PWS)为可持续生产绿色氢气提供了理想方案。NH2修饰的共价三嗪框架(CTF-NH2)由于其强的光吸收能力、优化的电荷分离效率和强的氧化还原电位,在PWS中具有潜在的应用价值。然而,由于中间产物的转化困难,高的表面反应势垒制约了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基团乙基(C2H5)和吸电子基团5氟乙基(C2F5),生成C2H5-CTF-NH2和C2F5-CTF- NH2,以调节CTF-NH2的路易斯碱性。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,从而降低了析氢和析氧反应的能垒,有效提高了CTF-NH2的PWS效率。这项工作揭示了一种给体-受体调控CTF改性PWS性能的新颖方法。

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  • 发布日期:  2024-12-15
  • 收稿日期:  2024-05-07
  • 接受日期:  2024-05-28
  • 修回日期:  2024-05-27
  • 网络出版日期:  2024-06-04
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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