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開發(fā)出具有高析氧反應(yīng)（OER）速率的有機共軛光催化劑（organic conjugated photocatalyst）仍然是一個挑戰(zhàn)。其中，功能化有機聚合物（functionalization organic polymer）光催化劑是提高光催化性能的一種有效途徑。

基于此，南京大學(xué)王英教授（通訊作者）等人報道了一系列苝酰亞胺聚合物（perylene imide polymers, PDIs），包括PDI-1、PDI-2和PDI-3，其通過在PDI的bay位置引入不同數(shù)量的苯基來制備，并研究了取代基數(shù)量對電荷分離和光催化活性的影響。

實驗結(jié)果表明，在沒有任何助催化劑的可見光照射下，單取代PDI的氧氣（O₂）析出速率最高，為2524.88 μmol g^-1 h^-1。其優(yōu)異的性能歸因于推挽式分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移和高結(jié)晶度，顯著促進了光生電荷的分離和轉(zhuǎn)移。隨著取代基數(shù)量的增加，O₂的析出率急劇下降，因為在PDI的bay位置引入更多的基團降低了PDI核心的電荷局部激發(fā)，并占據(jù)了O₂的析出活性位點。

此外，作者還發(fā)現(xiàn)增加電子給體取代基的數(shù)量會嚴(yán)重破壞結(jié)晶度，導(dǎo)致OER速率下降。該工作突出了一種合理的結(jié)構(gòu)改性策略，通過給電子基團的單取代來提高 PDI 聚合物的 O2 釋放速率。

Bay-Monosubstitution with Electron-Donating Group as an Efficiently Strategy to Functionalize Perylene Imide Polymer for Enhancing Photocatalytic Oxygen Evolution Activity. Adv. Funct. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adfm.202205895.

https://doi.org/10.1002/adfm.202205895.

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南大王英AFM：功能化苝酰亞胺聚合物高效光催化OER

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