Vertically Expanded Covalent Organic Frameworks for Photocatalytic Water Oxidation into Oxygen

卟啉 光催化 堆积 共价键 催化作用 析氧 离解(化学) 材料科学 化学工程 聚合 齿合度 氧气 煅烧 化学 光化学 纳米技术 无机化学 结晶学 有机化学 聚合物 物理化学 晶体结构 电化学 工程类 电极
作者
Shuailei Xie,Ruoyang Liu,Nengyi Liu,Hetao Xu,Xiong Chen,Xinchen Wang,Donglin Jiang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (4): e202416771-e202416771 被引量:19
标识
DOI:10.1002/anie.202416771
摘要

Covalent organic frameworks with unique π architectures and pores could be developed as photocatalysts for transformations. However, they usually form π-stacking layers, so that only surface layers function in photocatalysis. Here we report a strategy for developing vertically expanded frameworks to expose originally inaccessible active sites hidden in layers to catalysis. We designed covalently linked two-dimensional cobalt(II) porphyrin layers and explored coordination bonds to connect the cobalt(II) porphyrin layers with bidentate ligands via a three-component one-pot polymerization. The resultant frameworks expand the interlayer space greatly, where both the up and down faces of each cobalt(II) porphyrin layer are exposed to reactants. Unexpectedly, the vertically expanded frameworks increase skeleton oxidation potentials, decrease exciton dissociation energy, improve pore hydrophilicity and affinity to water, and facilitate water delivery. Remarkably, these positive effects work collectively in the photocatalysis of water oxidation into oxygen, with an oxygen production rate of 1155 μmol g-1 h-1, a quantum efficiency of 1.24 % at 450 nm, and a turnover frequency of 1.39 h-1, which is even 5.1-fold as high as that of the π-stacked frameworks and ranks them the most effective photocatalysts. This strategy offers a new platform for designing layer frameworks to build various catalytic systems for chemical transformations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
糟糕的学姐完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研通AI6.3应助studying采纳,获得10
4秒前
arniu2008发布了新的文献求助200
5秒前
天蓝色完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
冷静的仙人掌完成签到,获得积分10
7秒前
ggjy发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
moshang发布了新的文献求助10
9秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
大个应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
NexusExplorer应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
tiptip应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得30
10秒前
10秒前
elsaline完成签到 ,获得积分10
10秒前
子车茗应助科研通管家采纳,获得20
10秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
子车茗应助科研通管家采纳,获得20
10秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
星辰大海应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
子车茗应助科研通管家采纳,获得20
11秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
干净的琦应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
Diagnostic Performance of Preoperative Imaging-based Radiomics Models for Predicting Liver Metastases in Colorectal Cancer: A Systematic Review and Meta-analysis 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6347883
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8162741
关于积分的说明 17171404
捐赠科研通 5404115
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2861637
邀请新用户注册赠送积分活动 1839438
关于科研通互助平台的介绍 1688741