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開發具有連續電子提取和快速質子轉移功能的光催化劑可以在動力學上加速人工光合作用，但仍然是一個挑戰。

在此，復旦大學Qing Han，Gengfeng Zheng，北京理工大學Huibo Shao報道了由均勻分布的極性氧官能團（磺酸基或羧基）修飾的高結晶三嗪共價有機框架（COF）的拓撲引導合成，作為強電子/質子提取劑，用于高效光催化H₂O₂生產。

文章要點

1）研究發現，基于極性的質子轉移以及所獲得的COF中的電子富集對于提高H₂O₂光合作用效率起著至關重要的作用（即活性順序為磺酸-（SO₃H-COF）>羧基-（COOH-COF)>氫-(H-COF)官能化COF)。

2）高結晶SO₃H-COF中的強極性磺酸基團引發了定向良好的內置電場和更親水的表面，作為有效的載流子提取器，能夠將光生電子和界面質子連續傳輸到活性物質位點（即連接至-SO₃H基團的C原子）。加速質子耦合電子轉移（PCET）與穩定的O₂吸附最終導致可見光照射下最高的H₂O₂產率為4971 μmol g^-1 h^-1。同時，在400 nm處獲得了15%的量子產率，優于大多數報道的COF基光催化劑。

參考文獻

Liyao Li, et al, Custom-Design of Strong Electron/Proton Extractor on COFs for Efficient Photocatalytic H₂O₂ Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202320218

DOI: 10.1002/anie.202320218

https://doi.org/10.1002/anie.202320218