摘要
可见光驱动的光催化技术可直接将太阳能转化为化学能，在各个领域均得到广泛应用。开发适用不同场景的具有高催化活性的光催化剂是光催化领域的重要研究内容。有机含硼染料作为新型有机光催化剂，因其荧光量子产率高、摩尔吸光系数大、易于调控等优点而备受青睐，但仍存在均相催化剂所固有的难回收、难分离、易光漂白等问题。因此，将小分子有机含硼染料作为核心骨架引入到有机多孔聚合物中既可以强化有机含硼染料的优点，又解决了均相光催化剂的弊端，但是仍然存在光催化效率低以及大部分研究局限于传统Bodipy类含硼染料的问题。在此基础上，本论文从解决传统Bodipy含硼染料存在光催化效率低以及拓展非Bodipy含硼染料光催化剂两个方向出发，设计合成了系列含硼染料基POPs光催化剂，并研究了其光催化氧化的性能，具体研究内容和结果如下： （1）吩噁嗪修饰的Bodipy基有机多孔聚合物BTP-PXZ合成及其光催化氧化：为解决传统Bodipy含硼染料光催化效率低的问题，设计合成了一种经吩噁嗪修饰的Bodipy基有机多孔聚合物BTP-PXZ，尝试通过强化系间穿越（ISC）提高光催化效率。为了对比，合成了未修饰的Bodipy基的有机多孔聚合物BTP。通过傅里叶红外光谱（IR）、固体核磁碳谱（13C NMR）等测试证明了两种聚合物的成功合成，并通过X-射线衍射（XRD），扫描电镜（SEM）以及BET比表检测、热重等表征了催化剂的结构和稳定性。利用紫外分光光度计（UV-Vis）以及电化学工作站测试了催化剂的光电性能，并将其用于光催化氧化羟基萘衍生物合成萘醌。并阐述了可能的光催化氧化反应机理，测试了上述聚合物的可循环性能。结果证明，在传统Bodipy含硼染料的结构中引入富电子的吩噁嗪单元，可以有效增强结构内的ISC效应，从而提升光催化效率。 （2）基于Boranil-咔唑的共轭微孔聚合物及其光催化性能调控：我们采用Boranil作为缺电子基团，咔唑作为富电子基团，在单体中引入不同数量的Boranil控制分子内的电荷分离效应的策略制备了一系列（供体-受体）D-A型单体。随后采用一步的氧化偶联法合成了三种D-A型共轭微孔聚合物（CMPs）。通过傅里叶红外光谱（IR）、固体核磁碳谱（13C NMR）、X-射线衍射（XRD）方法对聚合物的化学结构进行了表征，通过固体紫外吸收光谱（UV-Vis）和电化学测试进行了聚合物的光电性能表征。随后在绿色的乙醇体系下进行了聚合物对苯并咪唑的合成和硫醚的氧化光催化性能研究，因pCZFB-3含有最多的Boranil单元而展现出更好的光催化活性。光催化底物拓展和循环实验证明了该催化剂的普适性和可循环性。该研究表明，通过改变结构中的硼配位数量可以增强供体-受体效应，从而显著提高催化剂的光催化性能。
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