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共轭微孔聚合物如何用于太阳能燃料生产?gydF4y2Ba

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共轭微孔聚合物(cmp)是一类与沸石、金属-有机框架和共价有机框架等结构相连接的多孔材料。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba它们是一种独特的材料,结合了扩展的π共轭和永久性的微孔骨架;它们是无定形的而不是结晶的,具有导电性、机械刚性和不溶性。gydF4y2Ba

cmp是一种三维半导体聚合物,其中的芳香基团,如炔烃,以π共轭的方式连接在一起。它是gydF4y2Ba在具有单键、双键或三键交替的化合物中,p轨道与离域电子相连的系统。这可能会降低分子的总能量,增加稳定性gydF4y2Ba炔烃是导致材料微孔隙的原因。gydF4y2Ba

广泛的合成砌块和网络形成反应提供了具有不同性质和结构的大量cmp。这些构建块在π单元上具有广泛的多样性,这使得它们具有吸引力,因为它们允许调整和优化cmp的骨架和特性。gydF4y2Ba

共轭微孔聚合物的历史gydF4y2Ba

CMP是在2007年发现的,第一个例子是微孔聚(亚芳基乙炔)。它由Sonogashira Hagihara将炔基芳烃单体与含卤素的芳烃交叉偶联而成。该反应在胺基存在下使用钯催化剂和铜助催化剂将芳基卤化物与含炔单体连接。gydF4y2Ba

第一个CMP有一个Bunauer-Emmett-Teller(BET)表面积高达834米gydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba-1gydF4y2Ba-这描述了气体分子在固体表面的物理吸附。这为一种测量材料比表面积的重要分析技术奠定了基础。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba

到2008年,比表面积超过1000米的cmpgydF4y2Ba2gydF4y2BaggydF4y2Ba-1gydF4y2Ba已经被开发gydF4y2Ba到第二年,PAFs(多孔芳香框架)已经建立。这些与CMP密切相关,但gydF4y2Ba没有扩展的π共轭,而是由四面体四苯基甲烷节点连接。gydF4y2Ba

而且,那一年gydF4y2Ba在美国,聚(对苯基)CMP网络显示出光致发光的特性,这意味着它们可能在有机发光二极管(OLED)的应用中很有用。gydF4y2Ba

自从他们的发现以来,世界各地的许多科学家都对化学机械抛光化学领域做出了贡献,在过去十年中,其出版物稳步增长。在此期间gydF4y2Ba随着时间的推移,cmp的各种性质得到了揭示。gydF4y2Ba

通过应用gydF4y2Ba

cmp在气体储存、多相催化、发光与收获、电能储存等方面都有应用。也有in的用法gydF4y2Ba光催化、能量储存、生物和光催化HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba进化。gydF4y2Ba它们可以应用于利用其电子特性和多孔性质的领域;例如,孔隙可以填充无机材料,例如用于光伏的二氧化钛,或者加工成用作电子结。gydF4y2Ba

迄今为止,最大的研究领域是气体的储存和吸附——原子、离子和分子从气体、液体或溶解的固体粘附到表面。控制cmp的结构和组成为提高吸附容量和选择性提供了途径。然而,在许多CMP合成中使用昂贵的过渡金属阻碍了它们在大规模吸附应用中的使用。gydF4y2Ba

氢、甲烷和二氧化碳的储存是研究最广泛的领域。氢和甲烷的研究之所以受到推动,是因为这些气体有潜在的燃料用途。二氧化碳吸附是一个重要的研究领域,因为它是一种主要的温室气体,并对全球变暖和海洋酸化有贡献。gydF4y2Ba

最初的CMP,聚芳基乙烯,在储存氢气方面起着一定的作用——它对氢气有一定的吸收能力,同时还能吸附二氧化碳。结构的调整可以导致更高的存储容量。gydF4y2Ba

太阳能燃料代gydF4y2Ba

太阳能燃料发电作为一种从阳光中生产能源以满足世界日益增长的能源需求的环保手段,吸引了广泛的研究兴趣。gydF4y2Ba

太阳能燃料是由太阳能通过光化学、光生物、热化学和电化学反应产生的合成化学燃料。光作为能源,太阳能被转化为化学能,通常是通过将质子还原为氢,将二氧化碳还原为有机化合物。gydF4y2Ba

氢被认为是替代化石燃料的替代能源,尤其是在需要储存的地方。gydF4y2Ba2017年,据报道,cmp可以在可见光下通过电解直接将水分解成氢和氧,尽管其工作机制仍不清楚。使用光电电化学电池,光敏电极将光转化为电流,将水分解成其组成元素。gydF4y2Ba

最近,人们注意到,基于铜卟啉的CMP可能被用于析氢和析氧,从而允许整体的水分裂。同样的方法也可以用于二氧化碳,使用合适的光催化剂将其分解成一氧化碳或甲烷。gydF4y2Ba

许多研究集中在用于光催化制氢的氮化碳和无机半导体上,但可调谐性和在可见光下的低活性问题限制了此类材料。已经报道了一种有机多孔推拉聚合物,但需要与二氧化钛制备复合材料。欧洲杯足球竞彩gydF4y2Ba

通过精心设计结构块的组合,可以控制cmp的微观结构和电子性能;这为水分解光催化剂提供了可能的优势。这种cmp具有很高的孔隙度。gydF4y2Ba

2017年,研究人员报告了第一个显示纯水中整体光催化水分解的CMP。他们使用传统的1,3,5-二炔连接的纳米片结构CMP,这导致在可见光照射下同时产生氢气和氧气。gydF4y2Ba

他们认为,纳米薄片结构允许光产生的激子瞬间到达聚合物表面,从而驱动氧化还原反应。氢和氧的生成比例接近于预期的2:1,以实现水的整体分解。gydF4y2Ba

参考资料及进一步阅读gydF4y2Ba

李杰成gydF4y2Ba等gydF4y2Ba(2020)共轭微孔聚合物的进展gydF4y2Ba化学评论gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00399gydF4y2Ba

维杰·S·维亚斯gydF4y2Ba等gydF4y2Ba软光催化:用于太阳能燃料生产的聚合物gydF4y2Ba化学材料欧洲杯足球竞彩gydF4y2Bahttps://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b01894gydF4y2Ba

杨烁gydF4y2Ba等gydF4y2Ba(2018)原位电化学沉积法制备共轭微孔聚合物膜,作为有机光伏的空穴传输层gydF4y2Ba材料化学学报欧洲杯足球竞彩gydF4y2Bahttps://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/tc/c8tc02933d !divAbstractgydF4y2Ba

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自2016年以来,Kerry一直是一名自由撰稿人、编辑和校对,专攻科学和健康相关主题。欧洲杯线上买球她在英国巴斯大学获得了自然科学学位。欧洲杯线上买球gydF4y2Ba

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    泰勒·史密斯,克里。(2020年3月19日)。共轭微孔聚合物如何用于太阳能燃料生产?。亚速姆。于2021年9月25日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19113.gydF4y2Ba

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    泰勒·史密斯,克里。“共轭微孔聚合物如何用于太阳能燃料生产?”。gydF4y2Ba亚速姆gydF4y2Ba.2021年9月25日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19113 >。gydF4y2Ba

  • 芝加哥gydF4y2Ba

    泰勒·史密斯,克里。“共轭微孔聚合物如何用于太阳能燃料生产?”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19113。(2021年9月25日生效)。gydF4y2Ba

  • 哈佛大学gydF4y2Ba

    Taylor-Smith,克里。2020。gydF4y2Ba共轭微孔聚合物如何用于太阳能燃料生产?gydF4y2Ba.AZoM, viewed September 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=19113。gydF4y2Ba

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