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2024-01-17 16:02:43

使用供体受体聚酰亚胺增强光电化学水分解

导读 聚酰亚胺(PI)因其可见光响应高、合成容易、分子可调节的供体-受体结构和优异的物理化学稳定性等独特优势而成为一种有前途的有机光催化剂。

聚酰亚胺(PI)因其可见光响应高、合成容易、分子可调节的供体-受体结构和优异的物理化学稳定性等独特优势而成为一种有前途的有机光催化剂。然而,高质量PI光电极的合成仍然是一个挑战,并且PI光电化学(PEC)水分解的研究较少。

东南大学张慧艳和褚盛课题组首次采用简单的旋涂方法制备了PI薄膜。他们采用四种具有不同共轭尺寸的芳香单元(苯基、联苯、萘、苝)的二酐构建了相应的DA PI光电极,分别命名为PI-PM、PI-BP、PI-NT和PI-PT。研究了它们的PEC性能,并研究了电子受体芳香族单元(苯基、联苯、萘、苝)的共轭尺寸对PEC性能的影响。

研究发现,稠环对提高PI的光吸收能力有显着的作用,但过多的稠环不利于光生电荷分离。在所有样品中,PI-NT薄膜表现出最高的光电流响应,这归因于其宽范围的光吸收、有效的电荷分离和传输以及强的光氧化能力。然而,本文提出的PI薄膜的光电流响应需要改进以实现有效的PEC水分解,这可以通过催化剂改性(例如元素掺杂和复合工程)或在后续工作中优化薄膜的制备方法来增强。

这项工作不仅是用于PEC水分解的PI薄膜的起点,而且对合理设计用于高效PEC应用的聚合物光催化剂具有启示意义。