羧基化共价有机框架

纯水光催化产双氧水

多极性结构与羧基协同增强电荷与质量传递，无需牺牲剂即可高效光合成过氧化氢。

Xu, Haocheng · Wang, Yandong · 徐阳 · Wang, Qiaomu · Liao, Qiaobo · 袭锴

Angewandte Chemie - International Edition 2024

参数信息

H₂O₂产率

3542 μmol h⁻¹ g⁻¹

太阳能-化学能转化效率

0.55 %

技术优势

无需牺牲剂

在纯水中即可光催化产H₂O₂，避免添加牺牲剂带来的额外成本和分离问题。

电荷传输更快

八极和四极结构以及分子平面性的提升创造了高效的氧还原反应位点，促进电荷分离与传输。

传质通路打通

羧基增强孔道亲水性，促进O₂和H₂O₂的传输，同时加速质子传导，使关键中间体·O₂⁻高效转化为H₂O₂。

应用场景

• 光催化产过氧化氢：直接以水和氧气为原料光催化合成H₂O₂，无需牺牲剂，用于原位产双氧水。
• 无金属光催化剂：用纯有机COF替代金属基催化剂，避免金属溶出和成本问题。
• COF光催化材料：通过COF的分子级设计整合多极性结构与羧基，提高光催化性能。
• 太阳能燃料合成：利用太阳能将水和氧气转化为H₂O₂，作为液态太阳能燃料储存。