Des chercheurs de l’Université nationale de Singapour (NUS) ont développé un cadre organique covalent microporeux avec des réseaux denses donneur-accepteur et des liaisons tactics pour la output efficace et propre de peroxyde d’hydrogène (H2O2) par le processus de photosynthèse avec l’eau et l’air.
La output industrielle traditionnelle de H2O2 by using le procédé à l#39anthraquinone utilisant de l#39hydrogène et de l#39oxygène est très gourmande en énergie. Cette approche utilise des solvants toxiques et des catalyseurs à foundation de métaux nobles coûteux, et génère des déchets substantiels dus aux réactions secondaires. En revanche, la manufacturing photocatalytique de H2O2 à partir d’oxygène et d’eau offre une voie économe en énergie, douce et propre. As well as significant encore, il résout les inconvénients courants des systèmes photocatalytiques existants, tels que la faible activité, l’utilisation intensive de donneurs sacrificiels d’alcool supplémentaires et la nécessité d’un apport d’oxygène pur.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur JIANG Donglin du département de chimie de la NUS a développé un nouveau style de photocatalyseur pour la photosynthèse artificielle efficace du H2O2 à partir de l#39eau et de l#39air. Les chercheurs ont construit des buildings organiques covalentes (COF) hexavalentes dans lesquelles le squelette est conçu pour être des colonnes π donneur-accepteur pour la génération de charges image-induites à haut débit et des web sites actifs catalytiques. En parallèle, les pores sont conçus avec des canaux microporeux trigonaux hydrauliquement sensibles pour une distribution immédiate des réactifs eau et oxygène. En conséquence, ces COF hexavalents produisent du H2O2 spontanément et efficacement à partir de l’eau et de l’air atmosphérique lorsqu’ils sont exposés à la lumière visible dans des réacteurs discontinus et à flux. Dans des circumstances de laboratoire, les COF démontrent une efficacité quantique de 17,5 pour cent sous la lumière visible à 420 nm dans des réacteurs discontinus. Ce système peut être développé pour construire des surfaces autonettoyantes et pour des traitements de désinfection.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue Nature Catalysis le 13 février 2024.
Le professeur Jiang a déclaré : « Dans ce travail, nous avons résolu avec succès un problème clé et commun dans les photocatalyseurs, les électrocatalyseurs et les catalyseurs hétérogènes, à savoir l#39approvisionnement efficace en rates et en masse des websites catalytiques. Nous nous concentrons sur une conception structurelle précise au niveau atomique pour explorer les squelettes et les pores des COF ont conduit à la création d#39un système de photosynthèse artificielle pour la generation de H2O2, atteignant une efficacité photocatalytique sans précédent.
