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研究背景
纺织印染行业所产生的工业废水由于其毒性、非生物降解性以及潜在的致癌性,对生态环境构成严重威胁。光催化降解法由于低能耗以及无二次污染等优势,在近年来引起了广泛的关注。传统的光催化剂(如金属氧化物)对部分染料有着良好的降解效果,但吸光范围小、密度大易沉降,以及可能与染料发生络合而失活等缺点,严重限制了光催化在染料降解方面的应用。
共价有机框架(COFs)是一种由轻质元素组成,框架结构可调的多孔晶体聚合物,由于其独特的π-π共轭结构以及光电性质,二维COFs在光催化领域已经有所应用,比如:CO2还原、光催化制氢以及染料降解等。与传统光催化剂相比,COFs可在水中均匀分散,免除搅拌所需的能耗。此外不含金属元素的COFs并不会因与染料发生络合而失活,实际应用范围更大。基于以上考虑,具有水稳定及化学稳定性的2D亚胺类COFs可用作高效降解染料的新型光催化剂。
图文详解
如图1,该研究工作使用溶剂热的方式,以三醛基间苯三酚(Tp)和联苯胺(BD)为单体,经过酮-烯醇互变异构,合成了具有较高结晶度的亚胺型COFs作为可见光光催化剂(Eg = 2.19 eV)。并合成了具有相似结构的COF(TpPa),以证明亚胺类COFs光催化降解偶氮类染料的普适性。
图1. TpBD的结晶度和禁带宽度。
图2. TpBD的光催化性能。
图3. TpBD的重复使用性。
文章信息
本文以“Visible-light degradation of azo dyes by imine-linked covalent organic frameworks”为题发表在Green Energy & Environment期刊,第一作者为南京工业大学化工学院薛鸿博博士,通讯作者为南京工业大学化工学院汪勇教授。
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https://doi.org/10.1016/j.gee.2020.09.010
通讯作者简介
汪勇
汪勇,教授,Macromolecules副主编,973计划首席科学家,国家杰出青年科学基金获得者。获授权发明专利20余件,在《化工学报》、Acc. Chem. Res.、 Adv. Mater.、AIChE J.、Engineering、EST、J. Membr. Sci.、Nano Lett. 等期刊上发表论文200余篇。担任Macromolecules副主编,以及J. Membr. Sci. Lett.、《化学通报》、《水处理技术》等期刊编委。获中国化学会青年化学奖、江苏省青年科技奖、侯德榜化工科技创新奖、国家科技进步二等奖、全国优秀教师等奖励或荣誉。
撰稿:原文作者
编辑:GEE编辑部
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