Page 85 - 《精细化工》2022年第6期

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第 6 期 李红蕊，等: sp 碳共价有机框架可见光催化水分子氧化 ·1151·

由图 2a 可以看到，NP-COF 结构中含有 C、N、 由图 4c 可以清晰看到，NP-COF 有序排列的晶格条
O 的能谱峰。进一步对各元素进行分峰，由图 2b 可 纹，进一步说明了其是具有晶体结构的多孔材料。由
以看到，NP-COF 结构中有 3 种杂化的 C 元素，分 图 4d 可以看到，NP-COF 中 C、N、O 这 3 种元素分
别是氰基中 sp 杂化的 C（288.3 eV）、C==C 和 C==O 布较为均匀。
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中 sp 杂化的 C（285.0 eV）及 C—C 中 sp 杂化的 C
（284.5 eV）。由图 2c 可以看出，N 元素有两种化学
位置，分别是酰亚胺单元中的 N（400.3 eV）及氰基
中的 N（399.4 eV）。由图 2d 可以看到，结合能在
531.5 eV 处为 C==O 中的 O。综上，成功制备了 sp 2
碳连接的 NP-COF。
通过 N 2 吸附-脱附实验对 NP-COF 的孔隙结构及
比表面积进行了测试，图 3a 为 77 K 下的 NP-COF 的
N 2 吸附-脱附曲线，图 3b 为 NP-COF 的孔径分布。由
图 3a 可知，NP-COF 的 N 2 吸附-脱附曲线为Ⅱ型等温
线，说明 NP-COF 的孔径较大，通过计算得到其比表
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面积为7.9 m /g，较小的比表面积归因于多孔道的交联。
由图 3b 看到，NP-COF 的孔径主要分布在 12.41 nm。

图 4 NP-COF 的 SEM（a）、TEM（b）、HRTEM（c）及
元素分布图（d）
Fig. 4 SEM image (a), TEM image (b), HRTEM image (c)
and element distribution images (d) of NP-COF

2.3 光电性能表征
图 5a 为 NP-COF 固体的紫外-可见漫反射光谱
（UV-Vis DRS）谱图。由图 5a 可知，相比于单体
NBA，NP-COF 的吸光范围明显拓宽，在整个可见
光范围内均有较强的吸收。通过 Tauc-plot 曲线（图
5b）计算得到 NP-COF 的带隙（E g ）为 1.41 eV。图
5c 为 NP-COF 的紫外光电子能谱图（UPS）。

图 3 NP-COF 的 N 2 吸附-脱附曲线（a）及孔径分布（b）
Fig. 3 N 2 sorption isotherm (a) and pore size distribution
(b) of NP-COF

2.2 微观形貌表征
采用 SEM、TEM、高分辨透射电子显微镜
（HRTEM）、能量色散 X 射线光谱仪（EDS）对
NP-COF 的表观形貌进行了表征，结果见图 4。由图
4a 可以看到，NP-COF 呈纳米薄片堆积的微观形貌。
图 4b 显示出同样的形貌。片层之间通过 π-π 相互作
用堆积，可为光生载流子的运输提供一条柱状结构
的通道 [14] ，促进载流子迁移，从而抑制其发生复合。