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邓伟侨/李真Nature:Pt簇在COF上的原位光沉积用于光催化制氢
光催化制氢(photocatalytic hydrogen production)被认为是获得绿色氢能的一种有前途的方法,其中结晶多孔材料已成为高效制氢的关键光催化剂。基于此,山东大学邓伟侨教授和李真助理研究员(共同通讯作者)等人报道了一种在共价有机框架(covalent organic framework, COF)上原位光沉积铂(Pt)簇作为助催化剂的策略,使其成为光驱动析氢反应(HER)的有效光催化剂。
在文中,作者设计了一种COF基光催化剂(PY-DHBD-COF),其在每个组成单元中都带有相邻的羟基和亚胺键。在光驱动HER中,Pt前体PtCl62-在靠近羟基和亚胺-N的特定位点上的吸附,随后的光还原导致Pt簇在2D COF表面层上原位光沉积,具有高分散性。
在COF上广泛分布的Pt簇暴露出较大的活性表面并极大地促进了电子转移,这种分散良好的沉积有助于Pt助催化剂的最佳利用。在Pt负载量为1 wt%时,PY-DHBD-COF的析氢(HER)速率高达42432 μmol g-1 h-1。该工作通过充分利用COF的可设计和可调节的孔结构来开发高效的光催化剂,为在原子水平上控制光催化助催化剂的沉积提供了方向。
In situ photodeposition of platinum clusters on a covalent organic framework for photocatalytic hydrogen production. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29076-z.
https://doi.org/10.1038/s41467-022-29076-z.
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