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  • 【亮點(diǎn)論文】顧培洋課題組在人工光合作用生產(chǎn)過(guò)氧化氫研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

    發(fā)布時(shí)間:2025-05-19瀏覽次數(shù):10


    傳統(tǒng)蒽醌法生產(chǎn)過(guò)氧化氫(H2O2)因高能耗和環(huán)境污染問(wèn)題備受關(guān)注,亟需尋找更高效、環(huán)保的替代方法。近期,顧培洋教授團(tuán)隊(duì)和路建美教授團(tuán)隊(duì)合作在人工光合作用生產(chǎn)H2O2領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,開(kāi)發(fā)出一種新型D-π-A型共軛多孔聚合物光催化劑,顯著提升了H2O2的生成效率,為可持續(xù)能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境保護(hù)提供了新思路。

    通過(guò)在D-π-A型共軛多孔聚合物中引入光敏劑和蒽醌基團(tuán),成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)可見(jiàn)光的高效吸收以及光生載流子的有效分離。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅提升了催化劑的光響應(yīng)性能,還顯著增強(qiáng)了H2O2的生成效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該催化劑在可見(jiàn)光照射下,H2O2的生成效率達(dá)到了3.0 mmol g-1 h-1,在苯甲醇-水體系中融合了苯甲醛介導(dǎo)的自催化特性后,促進(jìn)了?OOH的關(guān)鍵物種的大量積累,從而進(jìn)一步提升了H2O2的生成效率達(dá)到驚人的140.4 mmol g-1 h-1,濃度達(dá)到35.1 mmol L-1,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了49%的高量子產(chǎn)率。H2O2的生成效率提升得益于自催化機(jī)制與光催化過(guò)程協(xié)同作用,這一成果不僅展示了人工光合作用在H2O2生產(chǎn)中的巨大潛力,也為高效、可持續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)提供了新的解決方案。相關(guān)成果以“Develop Complex Photocatalytic System of D-π-A-type Conjugated Porous Polymers and Benzyl Alcohol Mediated Autocatalysis for Practical Artificial Photosynthesis of H2O2為題發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《Angewandte Chemie International Edition》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202425017)。

    1 共軛多孔聚合物光催化劑示意圖

     此外,顧培洋課題組在聚合物催化劑的設(shè)計(jì)合成及性能研究方面成果豐富,發(fā)表知名SCI期刊雜志100余篇,近三年代表性工作包括:Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202425017Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202508436Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202503792; Adv. Funct. Mater., 2025, 35, 2419010Adv. Funct. Mater., 2025, 35, 2415244; Adv. Funct. Mater.2025, 2425137; Chem, Sci.2025, DOI: 10.1039/D4SC06603K; Chem. Eng. Sci.2025, 304, 120954; Chem. Sci., 2024, 15, 13351; Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202303789; Coord. Chem. Rev.,2023, 482, 215074等。



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