層間載流子動力學(xué)在二維供體-受體（D-A）共價有機框架（COF）的光電應(yīng)用中至關(guān)重要，但是，如何精確控制本征結(jié)構(gòu)多變并且容易受到影響的層間相互作用具有非常大的挑戰(zhàn)。
有鑒于此，西北工業(yè)大學(xué)王洪強教授、Jie Jian、中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所劉偉等報道展示了一種有效的質(zhì)子調(diào)控策略，這個策略能夠精確調(diào)節(jié)二維D-A共價有機框架的層間位移，從而促進電荷轉(zhuǎn)移和激子解離。
本文要點：
（1）
以三種亞胺連接的D-A共價有機框架（IMDA）為例，溫和的質(zhì)子調(diào)控會產(chǎn)生一種重疊式的AA堆積結(jié)構(gòu)（IMDA-AA），其特點是面內(nèi)存在供體-受體對，且供體-受體的π共軛完全重疊。但是過度的質(zhì)子調(diào)控破壞共軛結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)生一種滑移方式的AA堆積結(jié)構(gòu)（IMDA-SAA），其中供體-受體對的結(jié)構(gòu)處于面外。
（2）
進一步分析表明，IMDA的AA堆積層間拓撲結(jié)構(gòu)有利于協(xié)同優(yōu)化電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)，包括增強層內(nèi)電荷傳輸并降低激子結(jié)合能，以及促進層間激子解離。在含有1.5 wt.%的Pt助催化劑的情況下，IMDA-AA 共價有機框架在可見光照射下的析氫速率可提高至171.2 mmol g?1h?1，據(jù)我們所知，這是二維共價有機框架光催化相關(guān)報道中的最高值。
本研究將為解決共價有機框架內(nèi)受拓撲結(jié)構(gòu)影響的電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)問題，以實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)換提供一條重要途徑。
參考文獻
Yazhou Shuang, Yirong Zhang, Hongkang Wang, Longyang Li, Xueli Hao, Zelin Ma, Shiyuan Wang, Jiulong Wang, Fang Wang, Xiubo Yang, Pengfei Guo, Fei Xu, Hongyue Wang, Qian Ye, Wei Liu, Jie Jian, Hongqiang Wang, Proton-Mediated Topological Interlayer Shift in 2D Covalent Organic Frameworks for Efficient Photocatalysis, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202500468
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202500468
