王丹凤老师在光催化生产过氧化氢研究领域取得重要进展

发布时间:2024-12-26浏览次数:10


高级氧化过程(AOPs)通过光催化降解技术有效矿化有机污染物,其中共轭多孔聚合物(CPPs)因其卓越的半导体性能成为研究热点。然而,氧气(O2)活化效率低是提升光催化效果的关键挑战,优化CPPs的O2吸附与活化选择性对于推进光催化技术的实际应用至关重要。近期,顾培洋教授团队和刘广峰教授合作,研发了一系列新型共轭多孔聚合物光催化剂,在该领域取得重要进展:

 通过引入卟啉与BODIPY双重光敏剂到D-π-A(供体-π-受体)构型的共轭多孔聚合物(CPPs)中,协同化学微环境调控(-OCH3,H和CN取代基)获得高效光催化性能。BDP-Por-O光催化剂选择性生成单线态氧(1O2)的能力可推升至惊人的1.30 × 10⁶ μmol g⁻¹ h⁻¹,这一数值高达超氧自由基(·O2⁻)产量的10³

,使其在双酚A(BPA)降解方面展现出革命性的高效性,分别在短短2分钟便能将10 ppm及20分钟内将100 ppm的BPA彻底降解为无害物质。此外,光催化过氧化氢(H2O2)的生成效率在无任何添加剂下同样达到令人瞩目的987 μmol g-1 h-1。该研究以题为“Selective Oxygen Activation by Integrating Dual Photosensitizers in Conjugated Porous Polymers and Microenvironments Manipulation for High-performance Water Purification and H2O2 Production”的论文发表在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》上(Adv. Funct. Mater. 2024, 2419010)。

图1 共轭多孔聚合物光催化剂示意图

此外,王丹凤博士在光催化剂的设计合成及性能研究方面成果丰富,发表知名SCI期刊杂志20余篇,如BODIPY光催化剂的发展综述(Coord. Chem. Rev., 2023, 482, 215074)、光催化生产H2O2耦合降解污染物(Adv. Funct. Mater., 2024, 2419010;Sep. Purif. Technol., 2025, 360, 130928;Chem. Eng. Sci., 2025, 304, 120954)、光降解水相有机污染物(ACS Appl. Nano Mater., 2024, 7, 7465-7473; New J. Chem., 2024, 48, 4417-4425)、光催化和金属有机双功能催化(Chem. Sci., 2020,11, 6256-6267; ChemCatChem. 2020,12, 5091-5097)和太阳能界面驱动水蒸发(Org. Lett., 2023, 25, 5730-5734)等。



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