Angew. Chem. ：联吡啶基COF光催化剂用于光催化合成H2O2

H₂O₂是一种绿色的氧化剂，在环境保护、化工生产、日常消毒等领域应用广泛。传统的蒽醌法合成H₂O₂存在高能耗和易产生有毒副产物等缺点。光催化技术虽然具备零能耗合成H₂O₂的优点，是从水和空气中制备H₂O₂是高效小规模生产的理想选择。但是其低的2电子水氧化能力严重的抑制了由水和空气直接全合成H₂O₂的效率。目前，由于具有丰富的亚胺(C=N)活性位点，石墨相氮化碳(g-C₃N₄)广泛的应用于H₂O₂光催化合成。但是，在没有牺牲试剂的情况下，g-C₃N₄的光催化效率较低，生成的低浓度H₂O₂溶液不能够应用于污染物的处理。

近日，三峡大学叶立群发展了一种基于联吡啶构建的COF光催化剂，用于从H₂O和空气作为原料合成H₂O₂。在298 K或者333 K的太阳能-化学能转换效率分别达到0.57 %和1.08 %，8小时(1天平均日照时间)光照后的H₂O₂浓度超过5 mM，能够直接应用于有机污染物的分解和致病性微生物的灭活。

结合同位素、电化学、自由基捕获实验、原位红外、理论计算等揭示了联吡啶位点在COF光催化合成H₂O₂过程中的重要作用，联吡啶单体结构能够发生质子化，有效增强了2电子水氧化能力以及Yeager型分子氧的吸附，最终导致联吡啶结构COF能够通过直接的2电子氧化还原反应合成高浓度H₂O₂。基于该机理，作者开发了一系列联吡啶的聚合物光催化剂，其高的光催化合成H₂O₂性能也再次验证了联吡啶在有机聚合物光催化剂合成H₂O₂过程中的重要作用。

该工作为开发高性能的H₂O₂光催化剂提供了一个很好的起点，也为原位光催化合成的H₂O₂溶液处理废水奠定了基础。

论文信息：

Molecularly Engineered Covalent Organic Frameworks for Hydrogen Peroxide Photosynthesis

Mingpu Kou#, Yongye Wang#, Yixue Xu#, Liqun Ye*, Yingping Huang, Baohua Jia, Hui Li, Jiaqi Ren, Yu Deng, Jiahao Chen, Ying Zhou, Kai Lei, Li Wang, Wei Liu, Hongwei Huang, Tianyi Ma*

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202200413

碘乙烷-D5_IODOETHANE-D5_CAS:6485-58-1 2025-04-25
1,4-二溴苯-D4_1,4-Dibromobenzene-d4_CAS:4165-56-4 2025-04-25
苯甲酰胺-15N_Benzamide-15N_CAS:31656-62-9 2025-04-25
苯甲醇-D5_Benzene-2,3,4,5,6-d5-methanol_CAS:68661-10-9 2025-04-25
溴乙烷-D5_BROMOETHANE-D5_CAS:3675-63-6 2025-04-25
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辛酰辅酶A_Octanoyl coenzyme A_CAS:1264-52-4 2025-04-25
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丙二醇二醋酸酯PGDA_CAS:623-84-7 2025-03-26
5,7-二甲氧基-2-（3-（（4-氧代-3,4-二氢酞嗪-1基）甲基）苯基）喹唑啉4（1H）-酮_5,7-dimethoxy-2-(3-((4oxo-3,4dihydrophthalazin-1yl)methyl)phenyl)quinazolin4(1H)-one _CAS:3037993-97-5 2025-03-26
双(2-乙基己基)次膦酸_CAS:13525-99-0 2025-02-28
甲基二苯基膦硫化物_Methyldiphenylphosphine sulfide_CAS:13639-74-2 2025-01-10