Biomimetic Interface with Dynamic Disulfide Bonds Boosts Durable Photoconversion of Diluted CO 2

化学 二硫键 催化作用 光催化 共价键 选择性 化学工程 烟气 光化学 电荷(物理) 催化效率 耐久性 纳米技术 结构刚度 分子动力学 氧化还原 化学键 分子 载流子 动力学
作者
Ruijin Zeng,Chenglong Sun,Zheng Lin,Yanli Li,Chenhui Zhou,Shipeng Zhang,Lu Li,Shaojun Guo
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (42): 38311-38319 被引量:4
标识
DOI:10.1021/jacs.5c10865
摘要

The integration of molecular catalysts into covalent organic frameworks (COFs) provides a promising route for solar-driven conversion of low-concentration CO2 into value-added fuels and chemicals. However, the intrinsic rigidity of conventional COFs greatly impedes the adaptive incorporation of molecular catalysts and disrupts directional charge migration, which inevitably limits their photocatalytic activity and operational durability under dilute CO2 conditions. Herein, we report a biomimetic strategy of incorporating dynamic disulfide bonds into COFs for enabling adaptive anchoring of [Co(bpy)3]2+ (bpy = 2,2'-bipyridine) and promoting interfacial electronic coherence to significantly improve CO2 photocatalytic efficiency and stability. The resulting disulfide-rich TFBP-APDS COFs achieve a CO evolution rate of 10.6 mmol g-1 h-1 with a high selectivity of 94.5%, which is 2.4 times higher than its disulfide-free analogue TFBP-BD (4.4 mmol g-1 h-1; 78.9% selectivity). Combined spectroscopic and theoretical analyses reveal that the dynamic disulfide linkages enhance adaptive Co-S interaction with [Co(bpy)3]2+ and strengthen interfacial electronic coupling, thereby facilitating efficient and directional charge transfer across the COF framework. In a homemade integrated flow-type photocatalytic microreactor, TFBP-APDS achieves a CO production rate of 5.1 mmol g-1 h-1 under simulated flue gas conditions (15% CO2) and maintains operation for 300 h without performance loss.
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
阳光香完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
赵雨霏发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
11完成签到,获得积分10
1秒前
我是老大应助Xhhaai采纳,获得10
1秒前
cjx完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
学霸土豆发布了新的文献求助10
2秒前
wwwww发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
乐乐应助dsfsgf采纳,获得30
2秒前
2秒前
星辰大海应助半颗橙子采纳,获得10
2秒前
white发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.1应助天天采纳,获得30
3秒前
591508发布了新的文献求助20
3秒前
3秒前
4秒前
无风风发布了新的文献求助10
5秒前
冰冰完成签到,获得积分10
5秒前
CipherSage应助萤火采纳,获得10
5秒前
5秒前
lee发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
6秒前
11发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
怕黑大船完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
陆转发布了新的文献求助10
8秒前
尊敬盼夏发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
ZYB143发布了新的文献求助10
9秒前
lee完成签到,获得积分10
10秒前
10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
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6432276
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8248015
关于积分的说明 17541488
捐赠科研通 5489503
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2896587
邀请新用户注册赠送积分活动 1873148
关于科研通互助平台的介绍 1713263