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光催化合成H2O2技術通常面臨催化活性不足的缺點，這是因為H₂O生成H₂的反應能壘非常高。有鑒于此，上海交通大學張禮知教授、龍明策研究員等通過機械研磨方法合成蒽醌構筑COF，這種COF能夠在沒有犧牲試劑的堿性水溶液（pH 13）直接合成H₂O₂，在>400 nm可見光的產量達到4784 μmol h^-1 g^-1。

本文要點

（1）

發現強堿性水溶液生成OH^-(H₂O)_n簇，生成的OH-(H2O)n簇吸附在COF的骨架內，這種簇能夠顯著降低生成氫氣的能壘，因此分解生成O₂和活化態的氫。

（2）

生成的氫氣能夠與蒽醌反應生成蒽氫醌，蒽氫醌被O₂氧化生成H₂O₂。這項研究結果說明H₂O生成的H₂對于光催化合成H₂O₂非常重要，而且實現了在堿性環境下光催化制備H₂O₂。

參考文獻

Zhang, X., Cheng, S., Chen, C. et al. Keto-anthraquinone covalent organic framework for H₂O₂ photosynthesis with oxygen and alkaline water. Nat Commun 15, 2649 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-47023-y

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47023-y