王丹鳳老師在光催化生產(chǎn)過氧化氫研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

發(fā)布時(shí)間:2024-12-26瀏覽次數(shù):10


高級(jí)氧化過程(AOPs)通過光催化降解技術(shù)有效礦化有機(jī)污染物,其中共軛多孔聚合物(CPPs)因其卓越的半導(dǎo)體性能成為研究熱點(diǎn)。然而,氧氣(O2)活化效率低是提升光催化效果的關(guān)鍵挑戰(zhàn),優(yōu)化CPPs的O2吸附與活化選擇性對(duì)于推進(jìn)光催化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用至關(guān)重要。近期,顧培洋教授團(tuán)隊(duì)和劉廣峰教授合作,研發(fā)了一系列新型共軛多孔聚合物光催化劑,在該領(lǐng)域取得重要進(jìn)展:

 通過引入卟啉與BODIPY雙重光敏劑到D-π-A(供體-π-受體)構(gòu)型的共軛多孔聚合物(CPPs)中,協(xié)同化學(xué)微環(huán)境調(diào)控(-OCH3,H和CN取代基)獲得高效光催化性能。BDP-Por-O光催化劑選擇性生成單線態(tài)氧(1O2)的能力可推升至驚人的1.30 × 10? μmol g?1 h?1,這一數(shù)值高達(dá)超氧自由基(·O2?)產(chǎn)量的103

,使其在雙酚A(BPA)降解方面展現(xiàn)出革命性的高效性,分別在短短2分鐘便能將10 ppm及20分鐘內(nèi)將100 ppm的BPA徹底降解為無害物質(zhì)。此外,光催化過氧化氫(H2O2)的生成效率在無任何添加劑下同樣達(dá)到令人矚目的987 μmol g-1 h-1。該研究以題為“Selective Oxygen Activation by Integrating Dual Photosensitizers in Conjugated Porous Polymers and Microenvironments Manipulation for High-performance Water Purification and H2O2 Production”的論文發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Functional Materials》上(Adv. Funct. Mater. 2024, 2419010)。

圖1 共軛多孔聚合物光催化劑示意圖

此外,王丹鳳博士在光催化劑的設(shè)計(jì)合成及性能研究方面成果豐富,發(fā)表知名SCI期刊雜志20余篇,如BODIPY光催化劑的發(fā)展綜述(Coord. Chem. Rev., 2023, 482, 215074)、光催化生產(chǎn)H2O2耦合降解污染物(Adv. Funct. Mater., 2024, 2419010;Sep. Purif. Technol., 2025, 360, 130928;Chem. Eng. Sci., 2025, 304, 120954)、光降解水相有機(jī)污染物(ACS Appl. Nano Mater., 2024, 7, 7465-7473; New J. Chem., 2024, 48, 4417-4425)、光催化和金屬有機(jī)雙功能催化(Chem. Sci., 2020,11, 6256-6267; ChemCatChem. 2020,12, 5091-5097)和太陽能界面驅(qū)動(dòng)水蒸發(fā)(Org. Lett., 2023, 25, 5730-5734)等。



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