调控三芴酮基共价有机框架中的局域极化促进光催化析氢活性

局部电荷的强离域和强偶极矩是影响共价有机框架(COFs)基光催化剂催化析氢性能的两个关键因素.然而,基于精确的调控结构模型来系统研究这种构效关系的报告相对较少.本研究提出了一种新的策略,通过合理的设计,制备了三种三芴酮基COFs,通过在分子水平上调控单体的结构和偶极来提高局部电荷离域指数.我们重点研究这三种三芴酮基COF的局部电荷离域与光催化性能之间的构效关系.在不同三芴酮基COF中,1,3,5-三(对甲酰基苯基)苯基COF(TeTpb-COF)展现出21.6 mmol g^(-1)h^(-1)的最高析氢速率,与2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪基COF(TeTt-COF,0.2mmol g^(-1)h^(-1))相比,光催化析氢性能提高了108倍.这种性能的增强可归因于其强大的分子内置电场提高了供体-受体嵌段单元中光生电荷的有效分离效率.这项工作证实了调整构建块可以极大增强三芴酮基COFs中的局部偶极矩,从而显著改善光催化析氢性能.构建模块的调控策略为创建高效的新型COF基光催化析氢平台提供了新机会.