Charge Modulation of the Cobalt Center in An Azo-Linked Porphyrin Covalent Organic Framework: A Strategy for Boosting CO2 Photoreduction

卟啉 Boosting(机器学习) 共价键 钴 调制(音乐) 光化学 活动中心 中心(范畴论) 电荷(物理) 化学 材料科学 催化作用 有机化学 计算机科学 物理 结晶学 人工智能 量子力学 声学
作者
Xin Zhao,Zhi‐Bei Zhou,Peng‐Ju Tian,Chao Liu,Wen-Zhuang Wang,Xiaolong Wan,Xiaoling Lei,Qiao-Yan Qi,Shunqi Xu,Yubin Fu,Xin Zhao
出处
期刊:
标识
DOI:10.26434/chemrxiv-2025-k5dgf
摘要

Photocatalytic CO2 reduction driven by solar energy offers a sustainable solution to mitigate environmental issues. Covalent organic frameworks (COFs), characterized by their crystallinity, tunable porosity, and exceptional visible-light absorption, have recently gained prominence as promising catalysts for CO2 photoreduction. Herein, we report a novel azo-linked porphyrin COF (Azo-COF-366) via in-situ linker exchange from an imine-linked COF (Im-COF-366). The integration of azo (-N=N-) linkages effectively lowers the conduction band energy level and amplifies the photocurrent response of Azo-COF-366. This synergistic effect promotes charge carrier separation efficiency and optimizes transport dynamics. Furthermore, Azo-COF-366 exhibits exceptional resistance to degradation under harsh acidic and alkaline conditions. Attributed to its superior photoelectronic properties, Azo-COF-366 exhibits superior catalytic performance, achieving an increased CO production rate (13.4 mmol·g‒1·h‒1) compared to Im-COF-366, along with a 30% improvement in CO and H2 selectivity. The crucial role played by azo linkages is revealed by density functional theory (DFT) calculations. The results indicate that the incorporation of azo linkages modulates the charge density at the cobalt center and enhances its 3d-orbital splitting, which promotes more efficient electron transfer from the photosensitizer to Azo-COF-366 and reduces the energy barrier for the formation of the *COOH intermediate. These findings provide fundamental design principles for the development of high-performance COF-based photocatalysts, with significant implications for sustainable energy technologies and environmental remediation strategies.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
1秒前
qianhao完成签到,获得积分10
2秒前
Scout完成签到,获得积分10
2秒前
lyd完成签到,获得积分10
3秒前
嘻哈哈完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
summerlore完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
科研通AI2S的应助被汤圆露馅啦采纳,获得20
5秒前
5秒前
6秒前
纯氧发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
北城完成签到,获得积分10
8秒前
猫里小七发布了新的文献求助50
8秒前
lllllll完成签到 ,获得积分10
8秒前
Optimistic发布了新的文献求助20
8秒前
爱笑以松完成签到,获得积分10
8秒前
愉快的真发布了新的文献求助10
8秒前
123发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
共享精神的应助被单身的傲丝采纳,获得10
9秒前
Rinda完成签到,获得积分10
10秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
10秒前
aa完成签到,获得积分10
10秒前
陈词滥调发布了新的文献求助10
11秒前
6d完成签到,获得积分10
11秒前
炒面发布了新的文献求助10
11秒前
Mic举报ruhe的求助涉嫌违规
11秒前
abc完成签到,获得积分10
12秒前
大力的凝琴完成签到,获得积分10
12秒前
领导范儿的应助被LZY采纳,获得10
12秒前
12秒前
yxhawx完成签到 ,获得积分10
13秒前
华仔的应助被XO采纳,获得10
14秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Nanocomposite Removal of Pesticides from Wastewater 1500
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
Practical Nonconvex Nonsmooth Optimization 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7928271
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9420809
关于积分的说明 20944280
捐赠科研通 7521483
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3365433
关于科研通互助平台的介绍 2502630
邀请新用户注册赠送积分活动 2397029