Febbraio 26, 2024

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La poliimmide migliora la scissione fotoelettrochimica dell'acqua

La poliimmide migliora la scissione fotoelettrochimica dell'acqua

La poliimmide (PI) è emersa come un promettente fotocatalizzatore organico grazie ai suoi eccezionali vantaggi di elevata risposta alla luce visibile, facile sintesi, struttura donatore-accettore molecolarmente sintonizzabile ed eccellente stabilità fisico-chimica. Tuttavia, la sintesi di fotoelettrodi PI di alta qualità è ancora una sfida e la scissione fotochimica dell'acqua (PEC) per PI è meno studiata.

Un gruppo di ricerca composto da Huiyan Zhang e Sheng Chu della Southeastern University ha preparato per la prima volta film PI mediante un semplice metodo di rivestimento a rotazione. Hanno adottato quattro dianidridi con diverse dimensioni coniugate di unità aromatiche (fenile, difenile, naftalene, perilene) per costruire i corrispondenti fotoelettrodi DA PI, denominati rispettivamente PI-PM, PI-BP, PI-NT e PI-PT. Sono state studiate le loro proprietà PEC ed è stato studiato l'effetto della dimensione coniugata dell'unità aromatica (fenile, bifenile, naftalene, perilene) dell'accettore di elettroni sulle prestazioni PEC.

Si è scoperto che l'anello fuso era prominente nel migliorare la capacità di assorbimento della luce del PI, ma gli anelli fusi eccessivi erano sfavorevoli per la separazione della carica fotogenerata. Tra tutti i campioni, la pellicola PI-NT mostra la più alta risposta alla fotocorrente, attribuita al suo assorbimento della luce a banda larga, all'efficiente separazione e trasferimento di carica e alla forte capacità di fotoossidazione. Tuttavia, la risposta alla fotocorrente del film PI qui presentato deve essere migliorata per un'efficiente scissione dell'acqua PEC, che può essere migliorata modificando il catalizzatore (ad esempio, drogaggio elementare, geometria composita) o migliorando il metodo di preparazione del film nel lavoro successivo.

Questo lavoro non è solo un punto di partenza per i film PI per la scissione dell'acqua PEC, ma illumina anche la progettazione razionale di fotocatalizzatori polimerici per applicazioni PEC efficaci.