清华大学朱永法课题组--用石墨烯量子点通过π-π作用和能级调节提高PDI超分子的光催化活性

该研究中，通过静电作用，苝酰亚胺超分子（PDI）和石墨烯量子点（GQDs）被成功组装。GQDs/PDI-14%（0.018 min-1）用于可见光下光催化苯酚降解时，其表观速率常数是纳米PDI的4.73倍。此外，GQDs/PDI-14% （1.6 mmol g−1 h−1）的产氢速率是纯PDI的1.88倍。GQDs通过与PDI的π-π作用，有助于实现电子离域。而且，GQDs的量子限制效应促进了电子从GQDs转移到PDI，这有助于PDI的导带向更负的方向移动，进一步增强了PDI的还原能力。这项工作为设计高效量子点改性超分子有机光催化剂许提供了一些有趣的思路。

Figure 1.（A）可见光下光催化苯酚降解时的表观速率常数，（B）GQDs/PDI-14%存在时苯酚的HPLC谱图。

Figure 2. （A）在可见光照射下（687 mw/cm2），纯PDI和GQDs/PDI-14%的时间相关的析氢产率，（B）析氢反应的循环圈数。

Figure 3. （A） PDI单体在DMF溶液，纳米PDI和GQDs/PDI悬浮液在水中（pH=2）的紫外-可见吸收光谱，（B）PDI和GQDs/PDI-14%的拉曼光谱。

igure 4. （A）可见光下PDI和GQDs/PDI-14%的光电流，（B）EIS图，（C）光催化剂的发射光谱（PL）,（D）PDI和GQDs/PDI-14%的SPV光谱。

Figure 5. （A） GQDs/PDI-14%在可见光下降解苯酚的自由基捕获实验,（B） 检测O2^.%−（C）PDI^.%−和（D）%OH^.自由基的EPR谱。

Figure 6. 光生载流子的分离过程及相关的光催化过程。

相关研究工作由清华大学朱永法课题组于2020年发表在Applied Catalysis B: Environmental期刊上。原文：Photocatalytic activity enhancement of PDI supermolecular via π-π action and energy level adjusting with graphene quantum dots。