該研究中，通過靜電作用，苝酰亞胺超分子（PDI）和石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）被成功組裝。GQDs/PDI-14%（0.018 min-1）用于可見光下光催化苯酚降解時，其表觀速率常數(shù)是納米PDI的4.73倍。此外，GQDs/PDI-14% （1.6 mmol g−1 h−1）的產(chǎn)氫速率是純PDI的1.88倍。GQDs通過與PDI的π-π作用，有助于實(shí)現(xiàn)電子離域。而且，GQDs的量子限制效應(yīng)促進(jìn)了電子從GQDs轉(zhuǎn)移到PDI，這有助于PDI的導(dǎo)帶向更負(fù)的方向移動，進(jìn)一步增強(qiáng)了PDI的還原能力。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)高效量子點(diǎn)改性超分子有機(jī)光催化劑許提供了一些有趣的思路。
Figure 1.（A）可見光下光催化苯酚降解時的表觀速率常數(shù)，（B）GQDs/PDI-14%存在時苯酚的HPLC譜圖。
Figure 2. （A）在可見光照射下（687 mw/cm2），純PDI和GQDs/PDI-14%的時間相關(guān)的析氫產(chǎn)率，（B）析氫反應(yīng)的循環(huán)圈數(shù)。
Figure 3. （A） PDI單體在DMF溶液，納米PDI和GQDs/PDI懸浮液在水中（pH=2）的紫外-可見吸收光譜，（B）PDI和GQDs/PDI-14%的拉曼光譜。
Figure 4. （A）可見光下PDI和GQDs/PDI-14%的光電流，（B）EIS圖，（C）光催化劑的發(fā)射光譜（PL）,（D）PDI和GQDs/PDI-14%的SPV光譜。
Figure 5. （A） GQDs/PDI-14%在可見光下降解苯酚的自由基捕獲實(shí)驗(yàn),（B） 檢測O2
.%−（C）PDI
.%−和（D）%OH
.自由基的EPR譜。
Figure 6. 光生載流子的分離過程及相關(guān)的光催化過程。
相關(guān)研究工作由清華大學(xué)朱永法課題組于2020年發(fā)表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文：Photocatalytic activity enhancement of PDI supermolecular via π-π action and energy level adjusting with graphene quantum dots。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號：
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