Estudio del rendimiento de la generación fotocatalítica de hidrógeno por polímeros conjugados con banda estrecha con una proporción dador-aceptor de electrones ajustable
Con el rápido desarrollo de la economía global, los combustibles fósiles tradicionales se están agotando rápidamente, y los problemas ambientales asociados están empeorando cada vez más. El hidrógeno, debido a su amplia fuente, alto valor calorífico y amistoso con el medio ambiente, ha atraído la atención de muchos investigadores. La fotólisis del agua para producir hidrógeno es una estrategia efectiva que puede evitar problemas de contaminación ambiental y aliviar la crisis energética. La mayoría de los catalizadores fotocatalíticos reportados actualmente son materiales semiconductores inorgánicos, que sufren de baja actividad fotocatalítica y baja respuesta a la luz visible. Por lo tanto, la búsqueda de catalizadores fotocatalíticos económicos, altamente activos y fáciles de preparar es uno de los temas de investigación candentes en el campo de la producción de hidrógeno. En este artículo, se preparó una serie de catalizadores fotocatalíticos conjugados de tipo dador-π-aceptor controlando la proporción de dador y aceptor en el polímero a través de un puente π-furano en la copolimerización tricomponente. Un estudio comparativo mostró que la introducción de unidades π en el polímero puede aumentar efectivamente su planaridad molecular y, por lo tanto, promover la transferencia de portadores de carga foto-generados. Además, una alta planaridad es útil para ampliar el rango de absorción de luz del polímero. Además, la optimización de la proporción de dador y aceptor entre las unidades electrónicas puede regular el cambio en la microestructura del polímero y, por lo tanto, mejorar la actividad de producción de hidrógeno fotocatalítico del polímero. Cuando la proporción de dador aceptor del catalizador fotocatalítico es de 1:10, el Py-F-BTDO-3 preparado muestra una capacidad de absorción de luz muy fuerte y muestra la mayor actividad fotocatalítica para la producción de hidrógeno bajo la irradiación de luz ultravioleta-visible, alcanzando 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