Onderzoekers onder leiding van prof. Zahng Tao van het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben twee nieuwe vinyleen-gekoppelde tweedimensionale covalente organische raamwerken (v-2D-COF's) met isomere structuren gesynthetiseerd via benzobisoxazol -gemedieerde aldolpolycondensatie, met duidelijke fotokatalytische eigenschappen. De studie is gepubliceerd in Journal of the American Chemical Society .

Dankzij hun uitstekende conjugatie in het vlak en hoge chemische stabiliteit, hebben v-2D-COF's steeds meer belangstelling gekregen en zijn ze zo naar voren gekomen als geavanceerde halfgeleidende materialen. Het verkennen van nieuwe synthesebenaderingen en het graven in de fysische en chemische eigenschappen van v-2D-COF's blijft echter een uitdaging, vanwege de beperkte chemische reacties en monomeren die worden toegepast in v-2D-COF's.

Om dit probleem aan te pakken, stelden de onderzoekers een solid-state benzobisoxazol-gemedieerde aldolpolycondensatiereactie voor. Op basis van deze innovatieve reactie zijn twee nieuwe isomere benzobisoxazol-gebrugde v-2D-COF's (v-2D-COF-NO₁ en v-2D-COF-NO₂ ) met trans/cis-configuraties voor benzobisoxazoolbindingen werden geconstrueerd.

De twee gesynthetiseerde isomere v-2D-COF's vertoonden vergelijkbare kristallijne structuren in termen van molecuulformules, eenheidscellen en poriegroottes. Niettemin vertonen ze duidelijke verschillen in opto-elektronische en elektrochemische eigenschappen, zoals lichtabsorptie en emissie- en ladingsoverdrachtseigenschappen, volgens de resultaten van de ultraviolet-zichtbare (UV-vis) absorptiespectra en ultraviolette foto-elektronspectroscopie.

Specifiek, onder AM 1.5G (zonnestraling standaard spectrum) bestraling bij -0,3 V vs omkeerbare waterstofelektrode, de v-2D-COF-NO₁ met trans-benzobisoxazol vertoonde betere foto-elektrochemische prestaties dan v-2D-COF-NO₂ .

Gebruikmakend van Pt als cokatalysatoren, de v-2D-COF-NO₁ vertoonde een uitstekende fotokatalytische waterstofontwikkelingssnelheid, tweemaal de waarde van v-2D-COF-NO₂ .

Deze studie biedt een nieuwe benadering van benzobisoxazol-gemedieerde aldolpolycondensatie om de familie van v-2D-COF's te verrijken, en werpt licht op de isomerisatie-gemedieerde fotokatalytische eigenschappen van v-2D-COF's. + Verder verkennen

Nieuwe studie werpt licht op het ontwerpen van heterogene katalysatoren voor selectieve fotoreductie van kooldioxide