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Nature-Inspired Pyrylium Cation-Based Vinylene-Linked Two-Dimensional Covalent Organic Framework for Efficient Sunlight-Driven Water Purification
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2023-02-13 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c03083 Shengxu Li 1, 2 , Yikun Geng 3 , Bo Teng 4 , Shunqi Xu 5 , Petko Stoev Petkov 6 , Zhongquan Liao 7 , Birgit Jost 7 , Yu Liu 3 , Xinliang Feng 5 , Bozhen Wu 1 , Tao Zhang 2
Chemistry of Materials ( IF 7.2 ) Pub Date : 2023-02-13 , DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c03083 Shengxu Li 1, 2 , Yikun Geng 3 , Bo Teng 4 , Shunqi Xu 5 , Petko Stoev Petkov 6 , Zhongquan Liao 7 , Birgit Jost 7 , Yu Liu 3 , Xinliang Feng 5 , Bozhen Wu 1 , Tao Zhang 2
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Sunlight-driven photocatalytic water purification for the removal of persistent organic compounds and microorganisms has been widely regarded as a promising technology due to the low energy consumption and environmental friendliness; however, it calls for efficient and sustainable photocatalysts. Pyrylium cation is a photoactive component of many naturally occurring dyes in fruits, flowers, and leaves. Herein, we report the synthesis of a novel pyrylium cation contained vinylene-linked two-dimensional covalent organic framework (v-2D-COF-O1) via aldol-type polycondensation. The resultant v-2D-COF-O1 has a narrow band gap (1.15 eV) and wide-range light absorption up to ∼920 nm. More importantly, the v-2D-COF-O1 can activate molecular oxygen to generate highly reactive oxygen species including superoxide (•O2–) and hydroxyl radicals (•OH) under simulated sunlight (AM 1.5 G), which leads to remarkable photocatalytic activities in both organic waste decomposition and water disinfection. These results suggest the potential of v-2D-COFs as high-performance photocatalysts for water purification.
中文翻译：
受自然启发的基于吡啶阳离子的乙烯撑连接的二维共价有机骨架用于高效的阳光驱动水净化
由于低能耗和环境友好，用于去除持久性有机化合物和微生物的阳光驱动的光催化水净化被广泛认为是一种有前途的技术；然而，它需要高效且可持续的光催化剂。吡喃阳离子是水果、花朵和叶子中许多天然染料的光活性成分。在此，我们报道了通过羟醛型缩聚反应合成一种新型含吡啶阳离子的亚乙烯基连接的二维共价有机骨架 (v-2D-COF-O1)。所得的 v-2D-COF-O1 具有窄带隙 (1.15 eV) 和高达 920 nm 的宽范围光吸收。更重要的是，v-2D-COF-O1可以激活分子氧产生高活性氧物种，包括超氧化物（•O 2 -) 和羟基自由基 (•OH) 在模拟阳光 (AM 1.5 G) 下，在有机废物分解和水消毒方面具有显着的光催化活性。这些结果表明 v-2D-COFs 作为高性能水净化光催化剂的潜力。
更新日期：2023-02-13
中文翻译：
受自然启发的基于吡啶阳离子的乙烯撑连接的二维共价有机骨架用于高效的阳光驱动水净化
由于低能耗和环境友好，用于去除持久性有机化合物和微生物的阳光驱动的光催化水净化被广泛认为是一种有前途的技术；然而，它需要高效且可持续的光催化剂。吡喃阳离子是水果、花朵和叶子中许多天然染料的光活性成分。在此，我们报道了通过羟醛型缩聚反应合成一种新型含吡啶阳离子的亚乙烯基连接的二维共价有机骨架 (v-2D-COF-O1)。所得的 v-2D-COF-O1 具有窄带隙 (1.15 eV) 和高达 920 nm 的宽范围光吸收。更重要的是，v-2D-COF-O1可以激活分子氧产生高活性氧物种，包括超氧化物（•O 2 -) 和羟基自由基 (•OH) 在模拟阳光 (AM 1.5 G) 下，在有机废物分解和水消毒方面具有显着的光催化活性。这些结果表明 v-2D-COFs 作为高性能水净化光催化剂的潜力。
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