氢键工程COF

产率近5倍

通过等离子体调谐亚胺键氢键强度，该COF同时优化了质子存储与传输，加速质子耦合电子转移，显著提升光催化过氧化氢合成效率。

Ran, Sun · Yuqi, Zhang · Kunge, Hou · Yujie, Tan · 刘新刚 · Hou, Jianyuan · Weixuan, Zhao · Wheatley, Andrew E.H. · 张仁熙

Chinese Journal of Catalysis 2026

参数信息

直接2e− ORR能垒降低

19.6 %

H2O2产率相对OH-COF

2.97 ×

H2O2产率相对原始COF

4.70 ×

技术优势

能垒直降

氢键强化使直接2e− ORR路径的能垒降低19.6%，同时抑制逐步路径中的高能中间体，反应更容易走高效路径。

自带质子源

亚胺键处增强的氢键形成动态质子库，无需外源质子供体即可维持反应，简化了反应体系。

产率翻倍

优化的SH-COF光催化H2O2产率是OH-COF的2.97倍、原始COF的4.70倍，提升显著。

应用场景

• 光催化H2O2合成：用光能一步将水和氧气转化为H2O2，无需牺牲剂或外源质子。
• 氧还原反应：通过氢键优化PCET动力学，降低ORR能垒并提升2e−选择性。
• 多孔光催化剂：COF的孔道结构加上氢键修饰，提供高比表面和快速质子传输。
• 质子传导材料：氢键网络在COF中形成动态质子库和传导通路，提升质子传导率。