Covalent Organic Frameworks (COFs) for Solar-to-Chemical Conversion: Structural Engineering, Charge Dynamics, and Photocatalytic Applications

Korte beschrijving

Covalente organische raamwerken (COFs) vormen een klasse van innovatieve nanoporeuze materialen bekend om hun uitzonderlijke specifieke oppervlakte, multifunctionaliteit en structurele variabiliteit. Deze materialen zijn opgebouwd uit organische liganden verbonden via covalente bindingen, wat resulteert in kristallijne netwerken die nauwkeurig kunnen worden afgestemd op specifieke functies. Ze kennen een breed scala aan toepassingen, waaronder gasadsorptie en -opslag, moleculaire scheiding, katalyse, medicijnafgifte, sensoriek en de verwijdering van gevaarlijke chemicaliën. De behoefte aan duurzame chemische synthese en geavanceerde technologieën voor de conversie van zonne-energie heeft COFs gepositioneerd als een uitzonderlijke klasse van kristallijne poreuze materialen binnen de heterogene fotokatalyse. Dit proefschrift onderzoekt op systematische wijze de complexe relaties tussen structurele modificatie van COF bouwstenen, en het fotofysisch gedrag en katalytische efficiëntie van deze structuren waarmee de traditionele synthesemethoden van gissen en missen worden overstegen ten gunste van een rationeel ontwerpparadigma. Door de fundamentele mechanismen van ladingsdynamica en structurele symmetrie in tweedimensionale (2D) en driedimensionale (3D) structuren te bestuderen, biedt dit onderzoek diepgaande inzichten in lichtgedreven redoxprocessen en concrete handvatten voor het optimaliseren van de fotokatalytische eigenschappen van COFs.