垂直生长COF/PTI异质结

产H₂O₂速率23倍

PTI纳米片上垂直生长的COF形成了紧密的S型范德华界面，大幅提升电荷分离，从而高效光合成双氧水。

Yizhao, Liang · Zixuan, Li · Bingzi, Cai · Yibo, Zhou · Yu, Ma · 王鑫 · Liu, Yuanyuan · 向全军 · Zhao, Xiaojia

ChemSusChem 2026

具体参数

H₂O₂产率

{'zh': '4402', 'en': '4402'} μmol g⁻¹ h⁻¹

表观量子产率

{'zh': '2.61', 'en': '2.61'} %

技术优势

界面电荷分离增强

垂直生长形成的紧密界面和强内建电场，建立高效的S型电荷转移路径，抑制电子-空穴复合。

活性位点更丰富

垂直取向的COF使活性位点更易接近反应物，从而提高H₂O₂生成效率。

双路径协同产H₂O₂

两电子氧还原（2e⁻ ORR）和两电子水氧化（2e⁻ WOR）协同进行，原子经济性高。

应用场景

• 光催化H₂O₂合成：用太阳能驱动，避免蒽醌法的高能耗和有机物污染。
• COF基光催化剂：通过垂直生长克服COF易团聚、活性位点埋藏的缺点。
• 二维范德华异质结：构建强耦合S型界面，解决二维材料层间电荷传输慢的问题。
• 人工光合作用：模拟自然光合作用，同时利用水氧化和氧还原产H₂O₂。