方酸基两性离子COF

纯水光合产双氧水

两性离子框架协同调控电子转移、质子供给与氧气吸附，在纯水中实现高效率过氧化氢光合合成。

刘学明 · Bing, Chen · Li, Zifan · Ou, Xinwen · 卢耀斌 · 刘玉豪 · 刘云海 · 叶立群 · Han, Bin · 杨志峰

Nature Communications 2025

具体参数

H₂O₂产率

{'zh': '14356.5', 'en': '14356.5'} μmol g⁻¹ h⁻¹

表观量子产率

{'zh': '40.0', 'en': '40.0'} %

连续流产量

{'zh': '5', 'en': '5'} L

技术优势

产率远超同类

在纯水中H₂O₂产率达到14356.5 μmol g⁻¹ h⁻¹，约为中性对应物的7.9倍，且优于其他已报道体系。

纯水即可运行

无需添加有机溶剂或牺牲剂，在纯水中即可高效生成H₂O₂，简化了产物分离流程。

可连续规模生产

在自然阳光下，连续流膜反应器装备STT COF和气体扩散层可产出5 L约400 μM的H₂O₂溶液，展示了实际应用潜力。

量子效率高

在420 nm处表观量子产率高达40.0%，表明光子利用效率优异，有利于太阳能转化。

应用场景

• 光催化产双氧水：用太阳能在纯水中直接合成H₂O₂，替代高能耗的蒽醌法。
• 光催化材料：作为高效光催化剂，用于驱动氧还原反应产H₂O₂。
• 共价有机框架：利用COF的给体-受体结构和两性离子特性提升光催化合成效率。