共價有機骨架（COF）是由共價連接的有機分子構(gòu)成的一類新興的結(jié)晶型多孔有機材料。通過調(diào)節(jié)網(wǎng)狀化學結(jié)構(gòu)，可以合成結(jié)晶性、光活性、多孔和高度穩(wěn)定的COF材料，并為光催化提供了一個最佳的平臺。過氧化氫（H2O2）是一種用途廣泛的化學物質(zhì)，在合成過程中用作防腐劑、消毒劑、漂白劑和氧化劑。光催化還原分子氧是實現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)過氧化氫（H2O2）的有前途的途徑。這一具有挑戰(zhàn)性的過程需要光敏半導體，該半導體必須以太陽能為驅(qū)動，以高電荷轉(zhuǎn)移動力學來生成和分離光生電子和空穴。近日，受Wurster-type體系的啟發(fā)，德國柏林工業(yè)大學Arne Thomas，比利時根特大學Pascal Van Der Voort報道了合成了兩種由(二芳胺)苯單元組成的高結(jié)晶度的亞胺類COFs（TAPD-(Me)2和TAPD-(OME)2 ），這兩種COFs在化學和熱學上都高度穩(wěn)定，并且由于C4+C2鍵的作用形成了Kagome晶格。要點1. 研究人員通過13C-1H和1H-1H核磁共振實驗證實了COF的局部化學環(huán)境。COFs在各種熱化學條件下保持穩(wěn)定。對COFs結(jié)構(gòu)的分子動力學模擬進一步證實了AA堆積結(jié)晶的性質(zhì)。
要點2. 兩種COFs均表現(xiàn)出較高的比表面積，在可見光區(qū)域有較強的吸收，具有理想的光催化帶隙。在斬波照射下，用線性掃描伏安法測定了導帶和價帶的絕對位置。要點3. 在可見光照射下，氧飽和水光催化反應顯示出較高的H2O2產(chǎn)率。同時，催化劑穩(wěn)定，可重復使用幾次。這項研究是利用COFs光催化產(chǎn)生H2O2的第一個案例，并為太陽能驅(qū)動的無金屬光催化開辟了一條新的途徑。
Chidharth Krishnaraj, et al, Strongly Reducing (Diarylamino)benzene-Based Covalent Organic Framework for Metal-Free Visible Light Photocatalytic H2O2 Generation, J. Am. Chem. Soc., 2020DOI: 10.1021/jacs.0c09684https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c09684
