有序宏微孔COF单晶

带隙可调

通过胶体晶体模板结合一锅法结晶-还原，在胺键三维COF单晶中引入有序大孔并实现胺化度连续调控，从而灵活调节带隙并优化光催化性能。

Song, Min · Xinghan, Pang · 陈龙 · 陆广

ACS Applied Materials & Interfaces 2025

具体参数

胺化度

{'zh': '0–100', 'en': '0–100'} %

带隙

{'zh': '2.57–2.81', 'en': '2.57–2.81'} eV

光催化降解速率常数

{'zh': '0.9572', 'en': '0.9572'} min⁻¹

催化活性参数

{'zh': '7.96 × 10³', 'en': '7.96 × 10³'} s⁻¹ mol⁻¹

技术优势

带隙可调

通过控制胺化程度从0到100%，可将COF单晶的带隙从2.57连续调节至2.81 eV，从而优化光催化活性。

传质强化

有序大孔显著降低COF单晶内部的传质阻力，使得光催化降解速率常数提高至非大孔对照的4倍以上。

催化活性高

负载金后，有序大孔COF单晶催化4-硝基苯酚还原的活性参数达7.96 × 10³ s⁻¹ mol⁻¹，显著高于非大孔对照。

应用场景

• 有机污染物光降解：高效光催化降解有机污染物如罗丹明B，速率常数0.9572 min⁻¹。
• 光催化水处理：有序大孔降低传质阻力，适用于光催化水处理中的快速降解。
• COF基光催化剂：提供可调带隙的COF单晶光催化剂，兼顾高活性和单晶稳定性。
• 多相反硝化还原：负载金后高效催化4-硝基苯酚还原，活性参数显著高于无孔对照。
• 单晶多孔材料：首次在单晶中引入有序大孔并实现对称性可逆变化，拓展单晶多孔材料设计。