ChemCatChem:共軛高分子作為光催化材料於可見光水分解產氫之最新發展

2021-02-15 AdvancedScienceNews
臺灣清華大學化工系周鶴修和合作者針對通過共軛高分子作為光催化材料進行可見光水分解產氫，系統地總結了它們的合成和材料設計策略，光物理性質，提出的機理和應用，以及討論了有關有機高分子光催化劑的最新研究和面臨的挑戰。

共軛高分子，人工光合，水分解, 產氫，臺灣清華大學

師法自然，模仿自然中的光合作用，利用共軛高分子作為光催化劑，來進行太陽光水分解產氫，是一種將太陽能轉化為具有高能量密度和環境友的可用能源的理想系統，此種利用共軛高分子材料具有結構的多變性、以及光物理特性的高調控性之優點，因此近年來受到許多研究團隊的重視。在本文中，在本文中，我們回顧了有關基於供體-受體的π共軛高分子作為光催化劑的最新報導，包括共軛線性高分子，微孔高分子，三嗪骨架，共價有機骨架，高分子奈米顆粒和其他相關的有機聚合物，它們均顯示出優異的光催化活性。在可見光照射下具有很好的穩定性，可用於產生氫能。此外，我們系統地總結了它們的合成和材料設計策略，光物理性質，提出的機理和應用。最後，討論了有關有機高分子光催化劑的最新研究和面臨的挑戰。本文將幫助讀者更迅速與清楚的地了解本領域的最新進展和未來方向。

相關結果發表在ChemCatChem(DOI：10.1002/cctc.201901725)上，文章第一作者為Dr. Jayachandran Jayakumar ，通訊作者為臺灣清華大學周鶴修教授(Prof. Ho-Hsiu Chou)

原文連結：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cctc.201901725

Wiley Advanced Science News官方微信平臺

如希望發表科研新聞或申請信息分享，請聯繫：ASNChina@wiley.com。

關注方式：微信右上角添加朋友—公眾號—搜索「AdvancedScienceNews」或下方長按識別二維碼。

 




相關焦點

  • 【催化】Angew. Chem. 壓電催化產氫—利用機械振動驅動水分解產氫
    光催化和電催化是目前國際上研究產氫的熱點。但各自存在一些不足。比如光催化分解水制氫氣對可見光範圍的光利用率低，對黑暗條件無響應等。電催化分解水制氫氣則需要消耗電能，以及優異的電催化材料通常含有貴金屬，而貴金屬材料比較昂貴。
  • 徐曉翔課題組層狀鈣鈦礦材料光催化分解水研究取得重要進展
    徐曉翔課題組層狀鈣鈦礦材料光催化分解水研究取得重要進展 來源：化學科學與工程學院   時間：2018-03-21  瀏覽：
  • 東華大學在光催化 分解水產氫領域最新研究進展
    近日，東華大學材料學院張青紅教授團隊在製備廉價高效的可見光光催化劑以及光催化分解水產氫領域取得新進展，以《MXene為前驅體製備碳摻雜TiO2並與g-C3N4耦合作為可見光光催化劑用於光催化產氫》（Ti3C2 MXene-derivedcarbon-doped
  • 二氧化鈦光催化材料實現可見光全譜吸收
    二氧化鈦光催化材料實現可見光全譜吸收對太陽能大範圍高效利用具有重要意義  近日，中科院金屬所瀋陽材料科學國家（聯合）實驗室成會明研究組製備出具有可見光全光譜吸收的紅色二氧化鈦光催化材料
  • 科學網—二氧化鈦光催化材料實現可見光全譜吸收
    二氧化鈦光催化材料實現可見光全譜吸收對太陽能大範圍高效利用具有重要意義  本報訊（記者周峰）近日，中科院金屬所瀋陽材料科學國家
  • ZnSe納米棒——光催化分解水產氫再創新高
    氫能是太陽能轉化利用中的首選，目前已研發出很多可實現光催化分解水產氫的催化劑。在眾多催化活性材料中，同屬於硫族化合物的CdS與CdSe納米晶催化效果上佳。儘管催化活性與穩定性都極為顯著，但是這類材料的應用很大程度上受到其毒性以及Cd致癌性的限制。因此其替代物如氮化碳、碳量子點以及共軛有機聚合物等碳基材料由於環境友好等特性而被廣泛研究。
  • 咔唑卟啉基共軛微孔聚合物的構建及在光催化選擇性氧化的應用
    共軛微孔聚合物（CMPs）作為一類新興的有機多孔材料，憑藉高度p共軛框架、永久孔隙、高比表面積、高化學穩定性、寬可見光響應和可調的能帶結構，已被作為多相光催化劑廣泛應用於光催化產氫、汙染物降解、CO2還原和光氧化還原反應等。目前，多數的共軛微孔聚合物光催化劑需要在高能量且昂貴的人工光源（比如氙燈和LED燈）照射下進行光催化氧化反應，這無疑大幅度地增加成本。
  • 碳點用於光催化分解水制氫!中國石油大學最新研究進展
    光催化分解水制氫是獲取氫能的理想方式，開發高效的光催化劑成為氫能領域研究的熱點。
  • 光催化之提高半導體材料光解水產氫的有效途徑 — 「摻雜」
    自從1972年日本學者Fujishima和Honda在TiO2單晶電極上實現光催化產氫以來，光催化分解水制氫技術一直都是科學家關注的熱點。與傳統的電解水制氫、水煤氣法制氫以及裂解化石能源制氫相比，光催化分解水制氫技術可利用豐富的太陽能和水製取氫氣，有效地避免了傳統技術所帶來的能耗高、汙染大等缺點，因而被認為是最理想的氫能開發途徑。
  • 青島大學 紅磷/氮化碳異質結構光催化材料顯著提升析氫催化效率
    紅磷是一種很有前途的光催化劑，其可見光吸收範圍寬，可達700 nm，但其快速的電荷重組限制了其光催化析氫反應(HER)活性。在這項工作中，[001]取向的Hittorf紅磷(HP)納米棒通過化學氣相沉積策略在聚合氮化碳(PCN)上成功生長。
  • 二氧化鈦光催化材料實現可見光全譜吸收 對太陽能大範圍高效利用...
    二氧化鈦光催化材料實現可見光全譜吸收 對太陽能大範圍高效利用具有重要意義發表於：2012-10-19 00:00:00索比光伏網訊:近日，中科院金屬所瀋陽材料科學國家（聯合）實驗室先進炭材料研究部製備出具有可見光全光譜吸收的紅色二氧化鈦光催化材料，這意味著有可能利用二氧化鈦基光催化材料實現高效可見光分解水制氫，對於太陽能的大範圍高效利用具有重要的意義
  • 二氧化鈦表面光催化產氫工作取得新進展
    7月19日，由中科院大連化學物理研究所楊學明院士帶領的科研團隊在「甲醇在TiO2(110)表面上光催化產氫」工作中取得新進展，該成果「
  • 科學網—實現金屬氧化物高效水分解產氫
    本報訊（記者黃辛 通訊員房樹芬）華東理工大學材料學院楊化桂課題組在一項研究中通過局部原子結構調控，實現了金屬氧化物高效水分解產氫
  • 二氧化鈦表面光催化產氫工作取得新進展—新聞—科學網
    【科學網 劉萬生 通訊員郭慶 徐晨彪報導】7月19日，由中科院大連化學物理研究所楊學明院士帶領的科研團隊在「甲醇在TiO2(110)表面上光催化產氫」工作中取得新進展，該成果「Molecular Hydrogen Formation from Photocatalysis of Methanol on TiO2(110)」發表在最新一期的《美國化學會志》上（J.
  • 倫敦大學學院唐軍旺教授|分子催化劑助力氮化碳光催化高效產氫
    研究背景氫能以其潔淨、高效、無汙染的特點越來越引起關注，氫能製備也正成為國家能源發展戰略的一個重點領域。光催化技術為太陽能分解水制氫提供了一條完美路徑。然而要想大規模推廣應用還有幾個關鍵問題亟待解決：1. 目前大多產氫光催化劑需要擔載貴金屬，導致其成本過高，因此產氫催化劑的廉價化十分重要；2.
  • 用於可見光碟機動產氫的特殊定製的自組裝光催化納米纖維
    用於可見光碟機動產氫的特殊定製的自組裝光催化納米纖維 作者：小柯機器人 發布時間：2020/11/23 17:06:32 一個由布裡斯託大學Ian Manners課題組領導的國際合作小組，通過自組裝納米纖維實現了可見光碟機動的高效產氫
  • 倫敦大學學院唐軍旺教授｜分子催化劑助力氮化碳光催化高效產氫
    光催化技術為太陽能分解水制氫提供了一條完美路徑。然而要想大規模推廣應用還有幾個關鍵問題亟待解決：1. 目前大多產氫光催化劑需要擔載貴金屬，導致其成本過高，因此產氫催化劑的廉價化十分重要；2. 儘可能拓展光吸收範圍以有效利用太陽光；3. 長時間的穩定運行。
  • :引入罕見氯化鈣相TiO2,提升光催化水分解產氫效率
    以二氧化鈦（TiO2）為例，二氧化鈦具有金紅石、銳鈦礦和板鈦礦等多種晶相，人們可以合成銳鈦礦/金紅石、銳鈦礦/板鈦礦、金紅石/板鈦礦或銳鈦礦/金紅石/板鈦礦等結構的異質納米複合材料，已經實現這些材料在光催化、鋰離子電池、CO氧化和合成氨等的廣泛應用。
  • 化學科學與工程學院費泓涵團隊在光催化分解水研究上獲重要進展...
    化學科學與工程學院費泓涵團隊在光催化分解水研究上獲重要進展，成果發表於「Nature Catalysis」 來源：化學科學與工程學院
  • 王心晨教授成果精選丨如何玩轉光催化?看看大牛傳授怎麼做
    ., B：無模板法製備碳摻雜氮化硼納米片及其增強的光催化產氫性能光催化分解水產氫是將太陽能直接轉化為化學能的有效策略，也是解決世界能源和環境危機的一種長久和可持續的方法。本文中作者利用固-氣反應和硼源的分子設計合成了無金屬的碳摻雜氮化硼（BCN）催化劑。