调控苯基喹啉功能化碳纤维（COFs）的电子效应，以实现化学战剂模拟物的有效光催化分解

化学武器模拟物光催化降解中，苯喹啉基COFs通过p位取代基调控电子效应，-OCH3取代的COF在可见光下表现出最优催化活性，因其导带正移0.24 eV和适带隙促进单线态氧生成。

　　

摘要

化学战剂（CWAs）对人类生命构成巨大威胁，因此需要有效的治理方法。共价有机框架（COFs）的光催化降解为这些化学战剂的环保处理方式提供了一种解决方案，但精确调控COFs的电子特性以提升其光催化降解性能仍具有挑战性。本研究采用一锅法、三组分自组装策略，以1,3,5-三(对甲酰苯基)苯（TFPB）、1,3,5-三(4-氨基苯基)苯（TAPB）和苯乙炔为构建单元，制备了一系列基于苯喹啉的COFs。通过引入-OCH₃、-CH₃和-NO_{2等官能团对苯喹啉结构中的对位（p位）进行修饰，从而调控了所得COFs的电子分布。实验结果表明，在可见光下，含有-OCH3官能团的TFPB-TAPB-p-OCH3-QL在氧化芥子气模拟物2-氯乙基乙基硫化物时表现出最佳的光催化性能，其次是TFPB-TAPB-p-CH3-QL，而TFPB-TAPB-p-NO2-QL则没有发生反应。理论计算表明，含有电子给体官能团的TFPB-TAPB-p-OCH3-QL具有最低的正导带最小值（0.24 eV）和适中的带隙，其激发电子能够轻易转移到O2上生成¹O2，从而展现出优异的光催化氧化活性。本研究为调控COFs的电子特性和光催化活性提供了新方法，为改进用于分解有毒化学物质的基于COFs的光催化剂提供了参考。}

化学战剂（CWAs）对人类生命构成巨大威胁，因此需要有效的治理方法。共价有机框架（COFs）的光催化降解为这些化学战剂的环保处理方式提供了一种解决方案，但精确调控COFs的电子特性以提升其光催化降解性能仍具有挑战性。本研究采用一锅法、三组分自组装策略，以1,3,5-三(对甲酰苯基)苯（TFPB）、1,3,5-三(4-氨基苯基)苯（TAPB）和苯乙炔为构建单元，制备了一系列基于苯喹啉的COFs。通过引入-OCH₃、-CH₃和-NO₂等官能团对苯喹啉结构中的对位（p位）进行修饰，从而调控了所得COFs的电子分布。实验结果表明，在可见光下，含有-OCH₃官能团的TFPB-TAPB-p-OCH₃-QL在氧化芥子气模拟物2-氯乙基乙基硫化物时表现出最佳的光催化性能，其次是TFPB-TAPB-p-CH₃-QL，而TFPB-TAPB-p-NO₂-QL则没有发生反应。理论计算表明，含有电子给体官能团的TFPB-TAPB-p-OCH₃-QL具有最低的正导带最小值（0.24 eV）和适中的带隙，其激发电子能够轻易转移到O₂上生成¹O_{2，从而展现出优异的光催化氧化活性。本研究为调控COFs的电子特性和光催化活性提供了新方法，为改进基于COFs的光催化剂用于分解有毒化学物质提供了参考。}