共轭多孔聚合物光催化剂：催化机理、分子结构以及应用前景

张明 2024-01-04

随着化石能源的过度消耗，寻求可持续的清洁能源迫在眉睫。

共轭多孔聚合物(Conjugated Porous Polymers, CPPs)具有其可预设的结构属性以及有机合成的多样性，可以有效地将太阳能转化为其他含能产品。本文从催化机理、分子结构、应用前景等方面综述了CPPs作为光催化剂的研究进展。重点介绍了不同芳香基官能团（卟啉基、芘基、咔唑基、三嗪基、噻吩基/噻唑基/恶唑基、β-酮胺基、共轭烯基/炔基、芴基）对光催化反应的影响，并系统总结了CPPs在光催化水分解、有机质转化、污染物降解、固氮、二氧化碳还原等方面的应用。CPPs在光催化方面具有巨大的应用潜力，希望通过本文的介绍为这一新兴领域提供一个清晰的视角，加速CPPs在能源及环境相关领域的高效利用。

人类对不可再生能源的过度消耗和依赖，使得寻求可持续的清洁能源迫在眉睫。太阳能作为化石能源的有效替代品，具有储量丰富、可再生等优势。利用太阳能生产目标产品是解决环境污染和能源危机的重要途径之一。但由于其能量密度低、间歇性等问题，在实际开发利用中面临着诸多问题和挑战。因此，如何利用高效合理的技术手段将太阳能转化为目标产品已成为亟待解决的科学问题。在自然光合作用的基础上，科学家们不断探索、研究，发现光催化反应具有条件温和、成本低、可循环利用等显著优势，因此，将具有丰富、清洁特性的太阳能通过光催化转化为可储存的化学能被认为是缓解燃料和环境危机的理想方法。共轭多孔聚合物(CPPs)具有结构多样性和精确调控性、高度的π-共轭体系、固有的孔隙率/高比表面积以及高稳定性，可以有效地将太阳能转化为目标产品，缓解人类对不可再生能源的消耗与依赖。图1总结了CPPs光催化剂的发展历程。

图1 CPPs光催化剂发展历程

综上所述，本文系统的综述了CPPs的光催化机制及提高光催化的策略、不同基本单元CPPs的构建及CPPs在光催化上的应用实例。CPPs作为具有孔径可调、化学结构功能化、稳定性好等优势的有机多孔材料，在光催化领域有着巨大的应用潜能。目前，CPPs在光催化领域研究已经取得了一些优异的成果，对于大规模的工业应用，仍处于研究初级阶段。但是毋庸置疑，CPPs在光催化方面展现出的巨大应用潜力，将为太阳能的高效利用提供出一种新的途径。

Conjugated Porous Polymers for Photocatalysis: The Road from Catalytic Mechanism, Molecular Structure to Advanced Applications

Shanlin Qiao, Mengyu Di, Jia-Xing Jiang, Bao-Hang Han

DOI: 10.1016/j.enchem.2022.100094

内容来源：网络

责任编辑：展源

审　　核：何发

共轭多孔聚合物光催化剂：催化机理、分子结构以及应用前景

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