コバレント有機フレームワークにおけるイミンの10%転換による効率的な光触媒H2O2生成

要約：ほとんどの有機半導体における5–10nmの励起子拡散距離は、2Dコバレント有機フレームワーク（COFs）の粒子サイズよりもはるかに小さい。その結果、COFsの小さな領域での局所的な構造変化が、全体の粒子ではなく、光触媒のための電荷移動を効果的に促進する可能性がある。ここでは、三成分縮合を用いて、4つの混合イミンおよびチアゾール結合ドナー-アクセプター（D-A）COFsを調製する。4つの100%イミンCOFsに対して、4つの混合材料（約90%イミンおよび10%チアゾール）は、励起状態の寿命がより長いため、純水およびO2中で77–95%高い光触媒過酸化水素（H2O2）生成率を持っている。特に、USTB-10-Sは、H2O2生成率が5041 µmol g−1 h−1に達する。ベンジルアルコールを犠牲試薬として結合させることで、そのH2O2生成率はさらに16152 µmol g−1 h−1に増加し、ほとんどのCOFベースの光触媒よりもはるかに優れている。この研究は、少量のCOFsでの局所的な構造変化が電荷分離を著しく強化し、それによって光触媒性能を向上させる可能性があることを示す概念実証を示しており、COFsの分欠陥工学の発展を促すものである。