通过供体-受体基团调节CTF-NH₂中NH₂的Lewis碱性优化光催化水分解性能

摘要

光催化水分解（PWS）为可持续生产绿色氢气提供了最佳方法。NH₂修饰的共价三嗪框架（CTF-NH₂）由于其强大的光吸收能力、最佳的电荷分离能力和相当大的氧化还原电位，在PWS中具有潜力。然而，由于中间产物的转化困难，高表面反应势垒阻碍了PWS的效率。调节CTF上NH₂的路易斯碱性为解决这一挑战提供了一条可行的途径。本工作在胺基的对位引入给电子乙基（C₂H₅）和吸电子5氟乙基（C₂F₅），生成C₂H₅-CTF-NH₂和C₂F₅-CTF-NH₂，以调节路易斯碱性CTF-NH₂。通过DFT计算，模拟了CTF-NH₂、C₂H₅-CTF-NH₂和C₂F₅-CTF-NH₂的光学性质、激发态、电子结构、偶极矩和表面反应过程。结果表明，吸电子C₂F₅基团可以降低NH₂上的电子密度和路易斯碱性，从而降低析氢析氧反应的能垒，有效提高CTF-NH₂的PWS效率。这项工作揭示了一种用于PWS应用的供体-受体调控CTF的创新方法。

关键词

给体 / 受体 / 水分解 / CTF / 路易斯碱性

基金资助

河套深港科技创新合作区项目(HZQB-KCZYB-2020083);; 深圳市科技计划项目(KCXFZ20211020163816023);; 深圳市中地建设工程有限公司合作项目(22100245);; 教育部高等学校自然科学重点研究项目(2022AH050396)资助