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Organic photocatalysts:From molecular to aggregate level

Nano Research 2022年第5期15卷 3835-3858页

作者： Chuxuan Yan Jiaqi Dong Yingzhi Chen Wenjie Zhou Yu Peng Yue Zhang Lu-ning Wang School of Materials Science and Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Shunde Graduate School of University of Science and Technology Beijing Foshan 528399China

Organic semiconductors(OSCs)have the advantages of tunable molecular structures,suitable band gaps,and exceptional optoelectronic properties.The π-π stacking ability of OSCs also leads to appealing molecular stacking structure,function,and stability.So far,organic photocatalysts have engaged in homogeneous or heterogeneous photocatalysis in the form of free molecules,supported molecules,or nanostructures.Meanwhile,researches on organic photocatalysts have expanded from small organic molecules to the organic macromolecules,as well as their various nanostructures and nanocomposites including isolated zero-dimensional(0D),one-dimensional(1D),two-dimensional(2D),three-dimensional(3D)nanostructures,and their combinations.Therefore,many versatile strategies have been explored to improve photocatalytic ability and practicality either from molecular synthetic modification,crystal,or interface engineering.In this review,we first discuss the photophysical and photochemical processes of organic photocatalysts that govern the ultimate photocatalytic efficiency;we then summarize different forms of organic photocatalysts,their rational design strategies,and mechanistic pathways,as well as their applications in H_(2) evolution,CO_(2) reduction,and environmental purification,aiming to highlight the structure/property relationships;we lastly propose ongoing directions and challenges for future development of organic photocatalysts in real use.

关键词： organic photocatalyst homogeneous photocatalysis heterogeneous photocatalysis nanostructure heterostructure

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