高活性光催化剂的光腐蚀是光催化领域亟待解决的问题;然而,寻找抑制光催化剂光腐蚀的有效策略仍然是一个巨大的挑战。近日,北京大学郭少军报道了 具有高效光催化析氢的抗光腐蚀能力的Cu2O/2D COFs核/壳纳米立方体。
本文要点:
1) 作者设计并构建了一类Cu2O/2D PyTTA TPA COFs(PyTTA:1,3,6,8-四(4-氨基苯基)芘,TPA:对苯甲醛)核/壳纳米立方体,其可以大大提高光催化析氢性能并显著抑制光腐蚀。最佳Cu2O/PyTTA TPA COFs核/壳纳米立方体具有12.5 mmol h–1 g–1的优异光催化H2释放速率,分别比PyTTA TPA COF和Cu2O纳米立方体高约8.0倍和约20.0倍。
2) 通过机理研究表明,在光催化过程中,PyTTA TPA COFs和Cu2O纳米立方体的适当匹配带隙和紧密结合可以显著促进Cu2O/PyTTA TPA COF核/壳纳米立方体中光生电子-空穴对的分离,从而改善了光催化H2释放活性。此外,具有优异稳定性的2D PyTTA TPA COFs壳在1000次光激发后没有形态和晶体结构变化,从而保护Cu2O纳米立方体芯免受光腐蚀。
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Youxing Liu et.al Cu2O/2D COFs Core/Shell Nanocubes with Antiphotocorrosion Ability for Efficient Photocatalytic Hydrogen Evolution ACS Nano 2023
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c00358