Reducing Exciton Binding Energy in 2D Covalent Organic Frameworks by Decreasing Layer Planarity

平面度测试 材料科学 激子 结合能 共价键 图层(电子) 化学物理 纳米技术 能量(信号处理) 工程物理 结晶学 原子物理学 凝聚态物理 有机化学 量子力学 化学 物理 工程类
作者
Qian Xu,Yutong Li,Zhihan Jin,Xuliang Yu,Fengliang Cao,Song Xue,Heyuan Liu,Manfred Wagner,Kläus Müllen,Linjie Zhi
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202516937
摘要

Abstract 2D covalent organic frameworks (2D COFs) exhibit pronounced excitonic effects, which severely limit the yield of free charge carriers and photocatalysis performance. While attempts to mitigate this limitation are scarce, and convincing relationship between molecular structure and excitonic effects remains unclear. A straightforward design principle is presented for optimizing excitonic effects by reducing layer planarity, using pyrene‐derived COFs as exemplary cases. Three pyrene‐derived COFs are constructed from 4,4′,4″,4‴‐(pyrene‐1,3,6,8‐tetrayl) tetraaniline (PyTTA) and terephthalaldehyde building blocks incorporating additional functional groups (─OH, ─H, and ─OCH 3 ). Compared to the parent case (Py‐H‐COF), the ─OH groups introduce a layer locking effect through the presence of hydrogen bonds, whereas the ─OCH 3 substituents facilitate local rotation out of the layer due to their large steric hindrance. Decreased layer planarity upon going from Py‐OH‐COF to Py‐H‐COF and to Py‐OCH 3 ‐COF hampers local conjugation and, as shown by experimental and theoretical results, is accompanied by a marked decrease in exciton binding energy. This distortion, in turn, accelerates exciton dissociation and suppresses free carrier recombination. Accordingly, Py‐ OCH 3 ‐COF, the case with the lowest exciton binding energy (43.2 meV), demonstrates superior photocatalytic degradation of organic pollutants. These findings provide valuable insights for improved design of 2D COFs as high‐performance photocatalysts.
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
搞怪不言发布了新的文献求助10
刚刚
大模型应助wu61采纳,获得30
刚刚
fule发布了新的文献求助10
刚刚
hsn发布了新的文献求助10
刚刚
respectzero完成签到,获得积分10
1秒前
木木发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
科研通AI6.1应助丸子采纳,获得10
1秒前
完美世界应助yuanping-Zhou采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
zx发布了新的文献求助10
3秒前
香蕉觅云应助yc采纳,获得10
3秒前
dou发布了新的文献求助10
3秒前
杨震完成签到,获得积分10
3秒前
hzhang01发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
Vv完成签到,获得积分20
5秒前
young发布了新的文献求助10
5秒前
sm应助laxia采纳,获得10
5秒前
科研通AI6.3应助jananie采纳,获得10
6秒前
天天应助俭朴的小萱采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
CodeCraft应助柯柯采纳,获得10
6秒前
868完成签到,获得积分10
6秒前
姚魏南发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
9秒前
chenpoxu发布了新的文献求助10
9秒前
CCyaly发布了新的文献求助10
9秒前
willa发布了新的文献求助10
9秒前
初心发布了新的文献求助10
9秒前
清脆忆枫完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
siraotianya发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
12秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 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 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 6464045
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8271429
关于积分的说明 17634725
捐赠科研通 5536692
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2907277
邀请新用户注册赠送积分活动 1884145
关于科研通互助平台的介绍 1731258