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随着世界经济持续高速发展，能源短缺、环境污染、生态恶化等问题逐渐加深，能源供需矛盾日益突出。太阳能作为地球上最为广泛利用的能源之一，具有可持续性、清洁无污染的特点。利用光催化剂将太阳能转化为化学能，从而将水分解产生清洁无污染的氢能或过氧化氢，一直是科学家研究的热点领域。一般来说，光催化剂的性能受其能带结构、催化活性位点及光物理性质等影响。通过结构设计和调控来提高光催化剂的催化性能是该领域最具有挑战的部分。由二维共轭聚合物组成的共价三嗪基骨架(CTF-1)是一种新型的非金属光催化剂，可以通过不同的方式对其结构进行精准调控，从而提高其光催化性能。本文系统地讨论了通过Cl离子插层技术和氰胺(-C≡N)缺陷修饰的方式来调控CTF-1的分子结构，实现光催化分解水制氢和制过氧化氢的研究和应用。
(1)论文中创新性地开发了一种新的可扩展路线，通过球磨剥离辅助酸化的简便方法实现了Cl插层的CTF-1(标记为Cl-ECF)。该方法通过Cl-N和Cl-C共价桥将Cl插层于CTF-1的层间，从而赋予了Cl-ECF独特的电子结构和增强的光催化性能。用各种表征手段和密度泛函理论(DFT)系统地研究了Cl插层对CTF-1晶体结构、微观结构和电荷运动行为的影响。这些结果表明，Cl共价插层到CTF-1的层间通道中，促进了电荷的快速转移、缩小了带隙和增加了比表面积，使得Cl-ECF具有增强的光催化产H2活性。在可见光照射下，Cl-ECF的光催化产氢的最佳产氢率为1.296mmol·g-1·h-1，比纯CTF-1约高2.2倍。
(2)通过在惰性气氛中不同温度下煅烧CTF-1和硼氢化钠的混合物，制备了带隙可调节的、含氰胺缺陷的、具有“双通道”光催化H2O2生产能力的CTF-1(标记为DCF-350，其中350表示还原温度为350℃)。用XRD、UV-Vis、FT-IR、SEM、XPS和PL等对所得的光催化剂进行了表征，结果表明，氰胺缺陷的引入不仅改变了CTF-1的分子结构，提高了光生电子和空穴的分离能力，而且调节了CB、VB的位置。制备的DCF-350在光催化2h后产H2O2的浓度为99.58umol.L-1,比纯CTF-1高1.9倍。由于CB、VB位置的变化，不仅使CB处的e-可以还原O2产生H2O2，而且使VB处的空穴也可以氧化OH-形成.OH，进而转化成H2O2，这种“双通道”的途径可以显著增强H2O2的产生能力。
(1)论文中创新性地开发了一种新的可扩展路线，通过球磨剥离辅助酸化的简便方法实现了Cl插层的CTF-1(标记为Cl-ECF)。该方法通过Cl-N和Cl-C共价桥将Cl插层于CTF-1的层间，从而赋予了Cl-ECF独特的电子结构和增强的光催化性能。用各种表征手段和密度泛函理论(DFT)系统地研究了Cl插层对CTF-1晶体结构、微观结构和电荷运动行为的影响。这些结果表明，Cl共价插层到CTF-1的层间通道中，促进了电荷的快速转移、缩小了带隙和增加了比表面积，使得Cl-ECF具有增强的光催化产H2活性。在可见光照射下，Cl-ECF的光催化产氢的最佳产氢率为1.296mmol·g-1·h-1，比纯CTF-1约高2.2倍。
(2)通过在惰性气氛中不同温度下煅烧CTF-1和硼氢化钠的混合物，制备了带隙可调节的、含氰胺缺陷的、具有“双通道”光催化H2O2生产能力的CTF-1(标记为DCF-350，其中350表示还原温度为350℃)。用XRD、UV-Vis、FT-IR、SEM、XPS和PL等对所得的光催化剂进行了表征，结果表明，氰胺缺陷的引入不仅改变了CTF-1的分子结构，提高了光生电子和空穴的分离能力，而且调节了CB、VB的位置。制备的DCF-350在光催化2h后产H2O2的浓度为99.58umol.L-1,比纯CTF-1高1.9倍。由于CB、VB位置的变化，不仅使CB处的e-可以还原O2产生H2O2，而且使VB处的空穴也可以氧化OH-形成.OH，进而转化成H2O2，这种“双通道”的途径可以显著增强H2O2的产生能力。