面對全球范圍內(nèi)愈發(fā)嚴(yán)重的能源危機和環(huán)境問題，通過模擬自然界的光合作用，以催化的方式高效地將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能源的人工光合系統(tǒng)成為可持續(xù)能源領(lǐng)域的研究熱點。近年來，有機共軛半導(dǎo)體材料在光催化太陽能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域開始綻放光彩，特別是超薄二維共軛高分子材料由于其獨具高比表面積，豐富的表面活性位點和高效的光生電子/空穴分離能力在將太陽能高效轉(zhuǎn)化為化學(xué)能方面顯示出極為廣闊的應(yīng)用前景。
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)徐航勛教授基于前期研究工作基礎(chǔ)，系統(tǒng)評述了近期超薄二維共軛高分子材料在太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能方面的主要進(jìn)展。本篇綜述詳細(xì)總結(jié)了超薄二維共軛高分子納米材料的制備方法，著重討論基于超薄二維高分子構(gòu)筑的雜化結(jié)構(gòu)和異質(zhì)結(jié)構(gòu)在光催化水分解和二氧化碳還原方面的代表性工作，并展望了超薄二維共軛高分子材料在該領(lǐng)域所存在的機遇和挑戰(zhàn)。
共軛高分子半導(dǎo)體的電子結(jié)構(gòu)可以在分子水平上實現(xiàn)簡單而精確的調(diào)控和設(shè)計，但是在上述太陽能-化學(xué)能轉(zhuǎn)化研究領(lǐng)域尚有諸多挑戰(zhàn)亟待解決，例如大規(guī)模合成厚度均勻、尺寸可控的二維高分子仍極具挑戰(zhàn)，催化的機理、原理研究不夠深入等。因此，需要設(shè)計更為有效的合成路線以及結(jié)構(gòu)調(diào)控方法，并采用前沿的表征手段和深入的理論計算明確揭示光催化反應(yīng)路徑與機理，以期推動二維共軛高分子材料在太陽能能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的實際應(yīng)用。該工作即將發(fā)表在Chinese Journal of Polymer Science (2019) 。
論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s10118-019-2171-x
- 西湖大學(xué)徐宇曦團隊 Chem. Soc. Rev. 綜述：二維高分子的最新進(jìn)展—合成、組裝及能源相關(guān)應(yīng)用 2024-01-18
- 西湖大學(xué)徐宇曦課題組 JACS：綠色水熱合成兩性離子COFs及其高效光催化 2023-10-22
- 西湖大學(xué)徐宇曦教授團隊 Angew: 水溶液可加工二維三嗪高分子及其高效光催化 2023-04-18
- 復(fù)旦大學(xué)彭娟團隊三發(fā) Macromolecules：基于共軛高分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)調(diào)控的最新進(jìn)展 2024-05-12
- 復(fù)旦大學(xué)彭娟課題組 Chem. Mater.：苯并噻二唑基共軛高分子的溶液態(tài)聚集對薄膜態(tài)結(jié)晶取向的影響 2024-04-13
- 北大裴堅團隊 Angew：提出理解共軛高分子主鏈與側(cè)鏈結(jié)晶的新概念 - 緩沖鏈模型 2024-04-12
