Étude de la performance de la génération photocatalytique d'hydrogène par des polymères conjugués à guichet étroit avec un rapport électron-donneur-accepteur ajustable
Avec le développement rapide de l'économie mondiale, les combustibles fossiles traditionnels s'épuisent rapidement, et les problèmes environnementaux qui en découlent deviennent de plus en plus graves. L'hydrogène, en raison de son origine large, de sa haute valeur calorifique et de son caractère environnemental favorable, a attiré l'attention de nombreux chercheurs. La photolyse de l'eau pour produire de l'hydrogène est une stratégie efficace qui permet d'éviter les problèmes de pollution environnementale et de atténuer la crise énergétique. La plupart des catalyseurs photocatalytiques actuellement rapportés sont des matériaux semi-conducteurs inorganiques, qui souffrent d'une faible activité photocatalytique et d'une faible réponse à la lumière visible. Ainsi, la recherche de catalyseurs photocatalytiques bon marché, hautement actifs et faciles à préparer est l'un des sujets de recherche chauds dans le domaine de la production d'hydrogène. Dans cet article, une série de catalyseurs photocatalytiques conjugués de type donneur-π-accepteur ont été préparés en contrôlant le rapport donneur et accepteur dans le polymère par un pont π-furane en copolymérisation tricomposant. Une étude comparative a montré que l'introduction d'unités π dans le polymère peut efficacement augmenter sa planéité moléculaire et favoriser ainsi le transfert de porteurs de charge photo-générés. De plus, une planéité élevée est utile pour élargir la plage d'absorption de la lumière par le polymère. De plus, l'optimisation du rapport donneur et accepteur entre les unités électroniques peut réguler la modification de la microstructure du polymère et ainsi améliorer l'activité de production d'hydrogène photocatalytique du polymère. Lorsque le rapport donneur et accepteur du catalyseur photocatalytique est de 1:10, le Py-F-BTDO-3 préparé présente une capacité d'absorption de lumière très forte et montre la plus haute activité photocatalytique pour la production d'hydrogène sous un éclairage ultraviolet-visible, atteignant 32.53 mmol·h-1·g-1.
关键词
Furan-based conjugated polymer;Narrow bandgap;Ratio of electron donor to acceptor;Photocatalytic hydrogen production;Photocatalyst