H2O2作為氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑廣泛應用于化工生產(chǎn)、醫(yī)療、化工、環(huán)保、造紙、紡織等行業(yè)，其合成日益受到人們的關(guān)注。目前生產(chǎn)H2O2主要采用蒽醌法，從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，會受到高能耗、產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物等嚴重限制。 水和空氣中H2O2的無犧牲劑全光合作用代表了當前改革工業(yè)蒽醌生產(chǎn)方式的有希望的途徑，但是，由于在空氣中來自水的氧氣供應不足，仍然受到純O2原料需求的阻礙 近日，東華理工大學羅峰團隊通過設(shè)計一種具有氰基功能化D-A-π-D體系的COFs(共價有機框架)，用于通過光催化氧還原反應(ORR)和水氧化反應(WOR)從空氣和水中高效地生產(chǎn)H2O2。 在不使用任何犧牲劑的情況下，合成的D-A-π-D COF從水和空氣中產(chǎn)生H2O2的速率高達4742 μmol·h-1·g-1，O2的利用率和轉(zhuǎn)化率高達88%,分別是其它D-A-π-A COF的1.9和1.3倍。
這種高性能歸因于獨特的D-A-π-D結(jié)構(gòu)和氰化物基團促進的調(diào)諧電子結(jié)構(gòu)和延長的電荷壽命。這項工作強調(diào)了先進的光催化COFs與復雜的D-A系統(tǒng)的低成本和大量H2O2生產(chǎn)的基本分子設(shè)計。 最終，我們通過兩步法來獲得氰化物功能化的復雜D-A COFs。設(shè)計并探索了兩種具有 D-A-π-D 和 D-A-π-A 方式的不同 D-A 組件，用于電子和結(jié)構(gòu)依賴性光催化。發(fā)現(xiàn)D-A-π-D和D-A-π-A COFs都能有效解決水和空氣中無犧牲劑的H2O2整體光合作用的難題，本研究啟發(fā)我們合理設(shè)計復合型D-A COF光催化劑，用于高性能人工光催化。 論文信息 Dinuclear Cyclometalated Pincer Nickel(II) Complexes with Metal-Metal-to-Ligand Charge Transfer Excited States and Near-Infrared Emission Mengyue Gao, Dr. Wai-Pong To, Dr. Glenna So Ming Tong, Dr. Lili Du, Dr. Kam-Hung Low, Dr. Zhou Tang, Prof.?Dr. Wei Lu, Prof.?Dr. Chi-Ming Che Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202414411
