Aza-CMP/AuPd复合纳米结构的构筑及其光驱动催化性能的研究

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随着化石燃料的逐年消耗,能源危机逐步逼近,这使得低能耗、高效催化系统的开发具有越来越重要的意义。鉴于这种情况,在催化反应过程中有效地利用入射太阳光作为能量来源,开发新型光能-热能-化学能催化系统,是减少传统化石能源消耗的解决方案之一。在该策略具体实施过程中,开发出能够高效吸收太阳光并将其最大化地转化为热能的光热材料成为重中之重。共轭微孔聚合物(Conjugated Microporous Polymer,CMP)凭借其廉价无毒、环境友好、化学稳定性好等优势在众多光热材料中脱颖而出,成为备受瞩目的研究热点。然而,单一的共轭微孔聚合物作为光热催化剂存在着以下瓶颈:一方面,虽然共轭微孔聚合物的种类繁多,但具备广谱吸光特性的共轭微孔聚合物仍然亟待开发:另一方面,绝大多数共轭微孔聚合物不具有催化活性。这些瓶颈阻碍了将共轭微孔聚合物直接应用于光驱动催化反应。在本工作中,合成了具有宽光吸收和高光热转换效率的氮杂稠合π-共轭微孔聚合物(Aza-fused π-Conjugated Microporous Polymer,aza-CMP),并将其用作双金属金-钯(AuPd)纳米催化剂的载体。通过复合纳米催化剂的构建,实现了光驱动的有机催化反应。在强度为50mW/cm2的光照射下,锚定在aza-CMP上的双金属AuPd(aza-CMP/AuxPdy)表现出优异的苯甲醇氧化催化性能。与无负载的AuPd相比,aza-CMP/AuxPdy复合结构优异的催化性能归因于aza-CMP独特的光热效应,促进了苯甲醇在AuPd处发生氧化反应。这项工作提出了一种通过光热效应有效利用太阳能进行常规催化反应的新方法。
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