在β-酮胺共价有机框架中，异质结和晶体结构介导的电荷分离作用协同提升了光催化产氢效率

《Dalton Transactions》：Heterojunction and crystallinity-mediated charge separation in β-ketoenamine covalent organic frameworks for synergistically improved photocatalytic H2 evolution

本研究通过溶剂优化与二维MoS2纳米片负载，制备高结晶度β-酮胺连接TpBD-COF（TpBD-COF(h)）及其复合催化剂。实验表明，8-MoS2/TpBD-COF(h)在可见光驱动下实现2970 μmol/g·h的最大产氢速率，较单体COF、低结晶度COF及Pt负载COF分别提升18.3、1.5和4.8倍，归因于高结晶度增强光电子动能与载流子迁移效率，以及MoS2对光吸收和电荷分离迁移的协同促进作用。

　　

共价有机框架（COFs）作为一种新兴的无金属有机半导体光催化剂，在光催化水分解（H?生成）方面展现出了巨大的潜力，因此受到了广泛关注。然而，由于单组分COFs的结晶度较低以及电荷重组速度较快，其光催化效率较低。为了解决这些问题，我们通过调整反应溶剂并引入MoS?纳米片来改善载流子的表面和体相分离，开发了一种制备高结晶度β-酮胺连接TpBD-COF（记为TpBD-COF(h)）的策略。结果表明，制备得到的x-MoS?/TpBD-COF(h)复合材料在可见光驱动下的水分解性能显著提升。其中，优化后的8-MoS?/TpBD-COF(h)光催化剂的最大水分解速率为2970.0 μmol g?1 h?1，分别比TpBD-COF(h)、8-MoS?/TpBD-COF(l)（TpBD-COF(l)表示结晶度较低的TpBD-COF）和Pt/TpBD-COF(h)提高了18.3倍、1.5倍和4.8倍。通过深入的实验表征和理论研究，我们发现水分解活性的显著提升归因于TpBD-COF结晶度的提高，这增强了光电子的动能并提高了其内部的载流子迁移速率。此外，MoS?的引入不仅提升了材料的吸光能力，还显著改善了TpBD-COF(h)中的电荷分离和迁移效率。这项工作为进一步设计和合成高效的无贵金属COF基光催化催化剂奠定了基础。