刘诗咏团队在聚合物半导体光催化裂解水产氢领域取得重要进展

作者: 时间:2022-01-17 点击数:

本网讯 近日,涵盖化学科学各领域的跨学科综合性刊物,英国皇家化学学会旗舰期刊Chemical Science(SCI一区TOP期刊,影响因子9.825)以“EDOT-based conjugated polymers accessed via C–H direct arylation for efficient photocatalytic hydrogen production”为题发表了材料冶金化学学部绿色化学化工研究所刘诗咏教授课题组的最新进展。我校19级硕士生谭志荣为论文第一作者,刘诗咏教授为论文唯一通讯作者,江西理工大学为论文第一完成单位。论文链接:https://doi.org/10.1039/D1SC05784G,期刊Chem. Sci.以严苛的审稿标准而著称。

有机共轭聚合物半导体作为光解水产氢的新型催化剂类别,近年来受到研究人员的广泛关注。基于课题组前期研究(J. Mater. Chem. A,2019, 24222;J. Mater. Chem. A,2020, 5890;J. Mater. Chem. A,2021, 5787;Sustain Energy Fuels,2021, 5166),通过分子设计工程的策略,采用原子经济性的C-H键直接芳基化反应,合成得到4种基于EDOT的新型共轭聚合物,用于光催化裂解水制氢。无需额外添加任何贵金属助催化剂,聚合物即表现出极佳的产氢性能,可见光区的产氢速率即高达0.95 mmol h-1(6 mg),并成功创造聚合物半导体光催化产氢的新纪录。排水法试验进一步证实,3 mg BSO2-EDOT催化剂在3小时内可即可产生100 mL氢气。研究表明,极性BSO2单体与亲水性EDOT单体的结合可有效提高聚合物材料的水润湿性、O-C p-π共轭提高给电子能力、D-A推拉电子效应有效提高了电荷转移及激子分离、宽泛的光捕获能力以及在H2O/NMP混合溶剂中具有的纳米胶体特性,使BSO2-EDOT成功发展为最高效的共轭聚合物半导体产氢光催化剂。

上图:基于分子设计工程理念,开发EDOT作为光催化剂单体

上图:C-H键直接芳基化合成EDOT类聚合物半导体光催化剂

刘诗咏团队近三年以江西理工大学为第一单位在Chem. Sci.(IF = 9.83)、J. Mater. Chem. A(IF = 12.73,3篇)、Org.Chem. Front.Polym.Chem.Chin. J. Chem.DyesPigments(2篇)、Sustain. Energy Fuels等国内外一流期刊发表高水平论文15篇,其中SCI一区论文7篇,影响因子总和达100,多篇论文被遴选为期刊封面亮点,研究工作涵盖化学、材料科学及新能源等领域。

(文/刘诗咏 图/刘诗咏 审核/李立清 编辑/陈琰)

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