SBA-15模板化共价三嗪框架增强光催化产氢

摘要

共价三嗪框架（CTFs）是一类极具吸引力的可见光响应无金属共价有机框架（COFs），因其具有大比表面积、高氮含量、永久孔隙率以及高耐热性和化学稳定性等特性，被认为在光催化水分解制氢方面具有潜在的应用前景。然而，大多数CTFs在化学合成方面面临一定困难，且在光催化析氢反应（HER）过程中普遍表现出低电导率和严重的光生载流子复合现象。因此，材料的析氢性能高度依赖于CTFs的π-共轭结构及其合成方法，且实现具有明确结构的COFs纳米材料的可控合成仍具有高度挑战性。在本研究中，我们报道了以介孔二氧化硅分子筛SBA-15为模板，通过有机酸催化合成多孔CTF纳米结构的方法。SBA-15模板法制备的多孔网状CTF-S2在光催化HER中表现显著增强的催化活性，相较于微米级块体CTF-1(4.1μmol h^-1)提升了14倍。这种显著的HER性能提升主要归因于扩展的可见光吸收、加速的载流子转移以及优化的能带结构。

关键词

光催化 / 析氢反应 / 共价有机框架 / 模板合成 / 多孔结构

基金资助

国家自然科学基金(22005149)资助项目