Published November 15, 2021
| Version v1
Publication
Open
Immobilized covalent triazine frameworks films as effective photocatalysts for hydrogen evolution reaction
- 1. Huazhong University of Science and Technology
- 2. Shanghai Advanced Research Institute
- 3. Lahore University of Management Sciences
Description
Covalent triazine frameworks have recently been demonstrated as promising materials for photocatalytic water splitting and are usually used in the form of suspended powder. From a practical point of view, immobilized CTFs materials are more suitable for large-scale water splitting, owing to their convenient separation and recycling potential. However, existing synthetic approaches mainly result in insoluble and unprocessable powders, which make their future device application a formidable challenge. Herein, we report an aliphatic amine-assisted interfacial polymerization method to obtain free-standing, semicrystalline CTFs film with excellent photoelectric performance. The lateral size of the film was up to 250 cm2, and average thickness can be tuned from 30 to 500 nm. The semicrystalline structure was confirmed by high-resolution transmission electron microscope, powder X-ray diffraction, grazing-incidence wide-angle X-ray scattering, and small-angle X-ray scattering analysis. Intrigued by the good light absorption, crystalline structure, and large lateral size of the film, the film immobilized on a glass support exhibited good photocatalytic hydrogen evolution performance (5.4 mmol h-1 m-2) with the presence of co-catalysts i.e., Pt nanoparticles and was easy to recycle.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم عرض أطر التريازين التساهمية مؤخرًا كمواد واعدة لتقسيم المياه بالتحفيز الضوئي وعادة ما تستخدم في شكل مسحوق معلق. من وجهة نظر عملية، تعد مواد CTFs المثبتة أكثر ملاءمة لتقسيم المياه على نطاق واسع، نظرًا لإمكانيات الفصل وإعادة التدوير المريحة. ومع ذلك، فإن الأساليب الاصطناعية الحالية تؤدي بشكل أساسي إلى مساحيق غير قابلة للذوبان وغير قابلة للمعالجة، مما يجعل تطبيق أجهزتها في المستقبل تحديًا هائلاً. هنا، نبلغ عن طريقة بلمرة بينية بمساعدة الأمين الأليفاتي للحصول على فيلم CTFs قائم بذاته وشبه بلوري مع أداء كهروضوئي ممتاز. كان الحجم الجانبي للفيلم يصل إلى 250 سم 2، ويمكن ضبط متوسط السماكة من 30 إلى 500 نانومتر. تم تأكيد البنية شبه البلورية من خلال المجهر الإلكتروني عالي الدقة للإرسال، وانحراف الأشعة السينية للمسحوق، وتشتت الأشعة السينية بزاوية واسعة في الرعي، وتحليل تشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة. مفتونًا بامتصاص الضوء الجيد، والبنية البلورية، والحجم الجانبي الكبير للفيلم، أظهر الفيلم المثبت على دعامة زجاجية أداءً جيدًا لتطور الهيدروجين التحفيزي الضوئي (5.4 ملمول h -1 m -2) مع وجود محفزات مشتركة، أي جسيمات Pt النانوية وكان من السهل إعادة تدويرها.Translated Description (French)
Les cadres de triazine covalents ont récemment été démontrés comme des matériaux prometteurs pour le fractionnement photocatalytique de l'eau et sont généralement utilisés sous forme de poudre en suspension. D'un point de vue pratique, les matériaux immobilisés CTFS sont plus adaptés au fractionnement de l'eau à grande échelle, en raison de leur potentiel de séparation et de recyclage pratique. Cependant, les approches synthétiques existantes aboutissent principalement à des poudres insolubles et non transformables, ce qui fait de leur future application un formidable défi. Ici, nous rapportons un procédé de polymérisation interfaciale assistée par une amine aliphatique pour obtenir un film CTFS semi-cristallin autonome avec d'excellentes performances photoélectriques. La taille latérale du film était jusqu'à 250 cm2, et l'épaisseur moyenne peut être réglée de 30 à 500 nm. La structure semi-cristalline a été confirmée par le microscope électronique à transmission à haute résolution, la diffraction des rayons X sur poudre, la diffusion des rayons X grand angle à incidence rasante et l'analyse de la diffusion des rayons X petit angle. Intrigué par la bonne absorption de la lumière, la structure cristalline et la grande taille latérale du film, le film immobilisé sur un support en verre présentait de bonnes performances d'évolution de l'hydrogène photocatalytique (5,4 mmol h-1 m-2) avec la présence de co-catalyseurs, c'est-à-dire de nanoparticules de Pt, et était facile à recycler.Translated Description (Spanish)
Recientemente se ha demostrado que los marcos de triazina covalentes son materiales prometedores para la división fotocatalítica del agua y generalmente se utilizan en forma de polvo en suspensión. Desde un punto de vista práctico, los materiales de CTF inmovilizados son más adecuados para la división de agua a gran escala, debido a su conveniente potencial de separación y reciclaje. Sin embargo, los enfoques sintéticos existentes dan como resultado principalmente polvos insolubles y no procesables, lo que hace que su futura aplicación en dispositivos sea un desafío formidable. En este documento, informamos un método de polimerización interfacial asistido por amina alifática para obtener una película de CTF semicristalina independiente con un excelente rendimiento fotoeléctrico. El tamaño lateral de la película era de hasta 250 cm2, y el espesor medio se puede ajustar de 30 a 500 nm. La estructura semicristalina se confirmó mediante microscopio electrónico de transmisión de alta resolución, difracción de rayos X en polvo, dispersión de rayos X de gran angular de incidencia rasante y análisis de dispersión de rayos X de ángulo pequeño. Intrigada por la buena absorción de luz, la estructura cristalina y el gran tamaño lateral de la película, la película inmovilizada sobre un soporte de vidrio exhibió un buen rendimiento de evolución de hidrógeno fotocatalítico (5.4 mmol h-1 m-2) con la presencia de cocatalizadores, es decir, nanopartículas de Pt, y fue fácil de reciclar.Files
s41467-021-26817-4.pdf.pdf
Files
(3.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:a7533e8f14afc2b9d819011610b2d67b
|
3.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- أفلام أطر التساهمية التساهمية المثبتة كمحفزات ضوئية فعالة لتفاعل تطور الهيدروجين
- Translated title (French)
- Films de cadres de triazine covalents immobilisés en tant que photocatalyseurs efficaces pour la réaction d'évolution de l'hydrogène
- Translated title (Spanish)
- Películas de marcos de triazina covalentes inmovilizadas como fotocatalizadores efectivos para la reacción de evolución de hidrógeno
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3174971773
- DOI
- 10.1038/s41467-021-26817-4
References
- https://openalex.org/W1896122442
- https://openalex.org/W1994596568
- https://openalex.org/W2006001592
- https://openalex.org/W2024506042
- https://openalex.org/W2074211433
- https://openalex.org/W2099200340
- https://openalex.org/W2104015519
- https://openalex.org/W2106994275
- https://openalex.org/W2180014550
- https://openalex.org/W2331292442
- https://openalex.org/W2550509429
- https://openalex.org/W2733358401
- https://openalex.org/W2751494779
- https://openalex.org/W2755055850
- https://openalex.org/W2782830115
- https://openalex.org/W2785112065
- https://openalex.org/W2886634470
- https://openalex.org/W2905107967
- https://openalex.org/W2906634581
- https://openalex.org/W2911431034
- https://openalex.org/W2921484027
- https://openalex.org/W2930815130
- https://openalex.org/W2941595753
- https://openalex.org/W2963566360
- https://openalex.org/W2974339755
- https://openalex.org/W2974717491
- https://openalex.org/W2977975245
- https://openalex.org/W2998752902
- https://openalex.org/W2999992026
- https://openalex.org/W3005583752
- https://openalex.org/W3013101764
- https://openalex.org/W3014471270
- https://openalex.org/W3042023099
- https://openalex.org/W3049149235
- https://openalex.org/W3080486110
- https://openalex.org/W3096829671
- https://openalex.org/W3109302533
- https://openalex.org/W3109595563
- https://openalex.org/W3155838734
- https://openalex.org/W3163973260
- https://openalex.org/W3175430740
- https://openalex.org/W606815474