Effective CO 2 Photoreduction Synergistically Boosted by Built-In Electronic Field and Coplanar Covalent Triazine Frameworks

二面角 化学 共价键 三嗪 分子内力 共面性 光催化 电负性 平面度测试 光化学 载流子 氧化还原 离子键合 电子结构 电荷(物理) 有效核电荷 平面的 发色团 密度泛函理论 纳米技术 部分电荷 计算化学 催化作用 组合化学 化学物理 电子 异质结 戒指(化学) 非共价相互作用
作者
Hongxia Shao,Hang Xu,Mingming Xu,Han-Zhi Zheng,Min Zhou,Fang‐Yu Ren,Junjie Wu,Yue Zhang,Jian Zhao,Bin Zhao
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:148 (16): 17157-17165 被引量:1
标识
DOI:10.1021/jacs.6c01282
摘要

The catalytic efficiency in photocatalytic CO2 reduction is affected by insufficient charge separation drive and limited carrier transport, and constructing covalent metal–organic frameworks (CMOFs) with high planarity and a large built-in electric field (IEF) is an effective method to address these issues. Nevertheless, achieving such structures remains a great challenge. Herein, Cu-based covalent triazine frameworks (CTF-Z) with outstanding coplanarity were synthesized by introducing inherently coplanar triazine rings as linkers and triangular aldehyde-functionalized pyrazole copper clusters (Cu3) as monomers. The pyrazole-triazine-benzene rings in CTF-Z frameworks form a donor–acceptor–donor (D-A-D) configuration, constructing a nearly planar geometry with a dihedral angle of 0.001° and the local IEF, indicating a strong driving force for intramolecular charge separation. Therefore, CTF-Z can effectively photocatalyze CO2 reduction into CO with a production rate of 73.65 μmol g–1 h–1 without sacrificial agents and photosensitizers. The photocatalytic activity of CTF-Z is 4.5 times higher than that of FDM-71 with a larger dihedral angle. Experimental and theoretical investigations revealed that the triazine ring exhibits higher electronegativity and electron-accepting capability in the D-A-D structure, which promotes more electrons to participate in the redox reaction on the surface and effectively reduces the energy barrier of the rate-determining step. It is beneficial to form *COOH intermediates and effectively improve the photocatalytic performance. This work presents a facile and efficient molecular-level strategy for constructing CMOFs with enhanced separation and migration efficiency of photogenerated charge carriers.
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
情怀应助slience采纳,获得10
1秒前
打打应助Smile23采纳,获得30
1秒前
小心分身完成签到,获得积分10
2秒前
长安一夜完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
自由的梦蕊完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
独特友卉发布了新的文献求助10
6秒前
欢呼萝发布了新的文献求助10
6秒前
冰水完成签到,获得积分10
6秒前
羞涩的文轩完成签到,获得积分10
6秒前
可爱的函函应助Starry采纳,获得10
6秒前
wondor1111发布了新的文献求助10
10秒前
WYMD应助lily采纳,获得30
10秒前
1ok完成签到,获得积分10
11秒前
mumu_sut完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
2633148059完成签到,获得积分10
11秒前
yidashi发布了新的文献求助10
12秒前
浮生应助无奈的安柏采纳,获得20
14秒前
14秒前
科目三应助rlr采纳,获得10
14秒前
15秒前
风琴完成签到,获得积分10
15秒前
干净的寇发布了新的文献求助10
16秒前
2633148059发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
18秒前
zz发布了新的文献求助20
19秒前
068完成签到,获得积分10
20秒前
MT完成签到,获得积分10
20秒前
yhtsyy发布了新的文献求助10
22秒前
king发布了新的文献求助10
23秒前
落后蓝发布了新的文献求助10
23秒前
lai发布了新的文献求助10
24秒前
请叫我女侠完成签到,获得积分10
25秒前
MIN发布了新的文献求助10
26秒前
光明磊落陈2011应助sooyaaa采纳,获得10
27秒前
天天快乐应助一一采纳,获得10
28秒前
高分求助中
Cronologia da história de Macau 5000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Forensic Science An Introduction to Scientific and Investigative Techniques 6th Edition 400
Virus-like particles empower RNAi for effective control of a Coleopteran pest 400
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7098182
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8754336
关于积分的说明 18515825
捐赠科研通 6654196
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3138807
关于科研通互助平台的介绍 2248186
邀请新用户注册赠送积分活动 2113669