羧基超分子光催化剂

无氧也能产双氧水

利用羧基与共轭碱的互变实现快速质子循环，同时驱动氧还原与水产氧，在纯水和空气条件下高效合成过氧化氢，无需牺牲剂。

Liu, Bin · Zhang, Qiang · 车慧楠 · 杨鸿斌 · 敖燕辉

Angewandte Chemie - International Edition 2024

参数信息

过氧化氢产率

185.6 μM h-1

过氧化氢产率（无氧）

78.6 μM h-1

技术优势

质子循环快

羧基（Brønsted酸）与其共轭碱的互变在分子内实现快速质子转移，绕过了缓慢的水氧化步骤，为氧还原持续供质子。

无氧也能产

由于光催化水氧化原位产生氧气，该催化剂在无氧体系中仍能以78.6 μM h-1的速率生成H2O2，摆脱对外部氧气的依赖。

无需牺牲剂

该体系为纯水中的全分解水反应，不需要添加任何牺牲电子给体，符合绿色化学要求。

应用场景

• 光催化：提供一种用于光催化全解水制H2O2的有机超分子光催化剂。
• 人工光合作用：实现无牺牲剂的人工光合作用，将水氧化与氧还原耦合。
• 过氧化氢生产：在纯水中直接光催化生成H2O2，产率高且无需外加O2。
• 催化材料：羧基官能化的超分子聚合物作为高效光催化剂材料。