Reducción fotocatalítica mejorada de CO2 con agua al ajustar la banda de valencia de los marcos orgánicos covalentes

Los marcos orgánicos covalentes porosos (COFs), como un material emergente, poseen características de alta estabilidad, una gran variedad de componentes, fácil síntesis, modificación y amplitud ajustable. Tienen el potencial de convertirse en buenos catalizadores. El bromo, como halógeno, ha atraído un interés intensivo para la modificación de fotocatalizadores para reacciones fotocatalíticas. Es factible mejorar la actividad y selectividad del material mediante la funcionalización sencilla de los grupos atrapantes de electrones de la estructura parental reticulada. Además, el efecto de conjugación del bromo, que deslocaliza aún más los electrones del COF, es beneficioso para el progreso de muchas reacciones fotocatalíticas. Hasta ahora, no se han encontrado informes sobre la modificación de COFs mediante grupos funcionales de bromo para mejorar el rendimiento catalítico. Aquí, se eligieron TAPP 5,10,15,20-tetrakis(4-aminofenil)porfirina y 2,5-dibromo-1,4-benzenodialdehído en lugar de tereftalaldehído para sintetizar un COF basado en porfirina (TAPBB-COF) mediante el método solvotérmico. Como se esperaba, la banda de valencia (VB) de TAPBB-COF se ajusta a una posición más adecuada. Además, la producción de CO al utilizar TAPBB-COF bajo luz de longitud de onda completa durante 12 h fue de 295,2 μmol g-1, que fue tres veces la de COF-366, y el nuevo material tiene buena estabilidad y selectividad de reciclaje (95,6 %). Los cálculos teóricos indican que el nitrógeno del anillo de porfirina y la base de Schiff, y el bromo en TAPBB-COF contribuyen en gran medida a la activación de H2 O y a la conversión de CO2 en la fotoreacción.