[ad_1]
El Instituto Fujian de Investigación sobre la Estructura de la Materia de la Academia de Ciencias de China, dirigido por el profesor Wang Yaobing y su equipo, ha publicado un estudio Avances científicos En él, se describe una estrategia novedosa para el diseño racional de una estructura orgánica covalente de tipo iónico (CoTPP-CoBpy).3), que exhibe una morfología atómica de nanohojas ultrafinas, alta afinidad por el agua, separación de carga efectiva y un mecanismo de oxidación del agua cinéticamente favorecido.
Al facilitar la división fotocatalítica de agua y CO2/NORTE2 El proceso de oxidación fotocatalítica del agua es crucial para la conversión efectiva de la energía solar en productos químicos. Sin embargo, la investigación se ha visto obstaculizada por la falta de fotocatalizadores bien diseñados para superar la lenta cinética de oxidación del agua. Por lo tanto, es crucial desarrollar un fotocatalizador eficaz para la oxidación del agua.
La mayoría de los fotocatalizadores basados en COF reportados no son tan efectivos como CoTPP-CoBpy3 Fotocatalizador para la oxidación del agua.
La forma de nanohoja ultrafina de CoTPP-CoBpy3 en varios disolventes, los investigadores demostraron utilizar crio-TEM (microscopía electrónica de transmisión) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Utilizando cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT), pruebas de potencial zeta y mediciones del ángulo de contacto (CA), pudieron demostrar la superhidrofilicidad.
Los investigadores descubrieron el canal de transferencia de electrones propagados, la vida útil prolongada del estado excitado y la transferencia de carga intramolecular ultrarrápida (TIC) entre dos estados tripletes basándose en su estudio de la propiedad de separación de carga utilizando espectros de absorción transitoria de femtosegundos (fs-TA).
Al combinar los cálculos de DFT con espectroscopía de espectro infrarrojo de reflexión total atenuada in situ (ATR-IR in situ), mostraron por primera vez una adsorción de radicales superóxido de tipo final en el único sitio activo de cobalto, lo que indica una vía de oxidación del agua cinéticamente favorecida.
Los investigadores proponen que la vía de transporte de electrones por retransmisión y las vías catalíticas intermedias de oxidación del agua trabajen juntas a través de un mecanismo de cascada de electrones intermedios. El estado mediado por electrones del sitio activo de Co puede ser más beneficioso para la oxidación del agua que la formación excesiva de huecos, como lo ilustra este proceso en cascada intermedio de electrones.
Este trabajo es un buen ejemplo para futuras investigaciones sobre fotocatalizadores de alto rendimiento para la oxidación de agua, ya que presenta un diseño eficaz para el catalizador.
Referencia de la revista:
Zhou, E., et al., (2024). Nanohojas de estructura orgánica covalente ultrafina para mejorar la oxidación fotocatalítica del agua. Avances científicos. doi.org/10.1126/sciadv.adk8564.
Fuente: https://english.cas.cn/
[ad_2]