納米結(jié)構(gòu)的精準構(gòu)建是提高多相催化材料效率的關(guān)鍵。然而,對于無金屬、有機共軛聚合物基光催化劑,其大多具有無定形特性或特定的合成路線,其納米結(jié)構(gòu)的精準合成仍然具有很大的挑戰(zhàn)性。
有鑒于此,受精細餅干烘焙技術(shù)的啟發(fā),德國馬克斯·普朗克聚合物研究所Kai A. I. Zhang報道了通過尺寸可控的受限聚合策略合成了一種共價三嗪骨架(CTF)納米顆粒。要點1. 噻吩衍生的二腈單體可以使用乳液法封裝在臨時形成的二氧化硅外殼內(nèi)。通過原位三氟甲磺酸(TfOH)催化聚合,然后去除硅殼,可以得到均勻的CTF納米顆粒。乳化參數(shù)的變化導(dǎo)致特征尺寸在80至550 nm之間。
要點2. 與不規(guī)則的塊體材料相比,均勻的CTF納米粒子在光催化合成二苯并呋喃方面具有明顯的增強活性。除了控制CTF的形貌外,還可以通過將吸電子的苯并噻二唑單元共聚到CTF主鏈上來進一步優(yōu)化CTF光催化劑的電學(xué)和光學(xué)性能,從而促進光生電荷的分離。光催化合成二氫苯并呋喃的動力學(xué)研究表明,納米尺度和共聚反應(yīng)都對光催化活性有顯著影響,光催化效率是塊體CTF的18倍。要點3. 多相光催化劑具有完全可回收性,同時通過對α-氯苯乙酮的脫鹵反應(yīng)、4-聯(lián)苯硼酸的羥基化反應(yīng)以及苯二胺生成苯并咪唑的反應(yīng),研究人員進一步考察了CTF納米粒子的通用性。Wei Huang, et al, Covalent triazine framework nanoparticles via size-controllable confinement synthesis for enhanced visible light photoredox catalysis, Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI:10.1002/anie.202007358https://doi.org/10.1002/anie.202007358