镍嵌入共价有机框架实现光催化析氢与C-S交叉偶联双功能催化

来自研究人员开发了一种新型吡啶-亚胺连接的二维COF（TPDA-BiPy-COF），通过后合成金属化引入Ni(II)中心，构建了高效双功能光催化剂。该材料在不使用助催化剂条件下实现了34.13 mmol g?1 h?1的析氢反应速率，并成功驱动可见光介导的C-S交叉偶联反应，为替代贵金属催化剂提供了可持续解决方案。

　　

研究人员设计并合成了一种新型吡啶-亚胺连接的二维共价有机框架（Covalent Organic Framework, COF）——TPDA-BiPy-COF。该材料以[3,3′-联吡啶]-6,6′-二甲醛（3,3′-BiPy）作为电子受体，四(4-氨基苯基)-1,4-苯二胺（TPDA）作为电子给体，构建具有可接触氮位点的特殊结构。通过后合成金属化策略将镍(II)中心插入吡啶-亚胺活性位点（形成N_imine-Ni-N_bipyridine配位模式），显著增强了电荷分离和电子传输效率。

镍修饰后的TPDA-BiPy@NiX₂ COF展现出卓越的双重光催化功能：一方面实现了无助催化剂条件下34.13 mmol g^?1 h^?1的光催化析氢反应（Hydrogen Evolution Reaction, HER）速率，另一方面成功驱动了室温可见光介导的C-S交叉偶联反应合成芳基砜类化合物。镍的引入不仅增强了框架的共轭性和平面性，还创造了金属光氧化还原活性中心。

该研究为开发非贵金属双功能光催化剂提供了创新范式，同时在能源转化（光解水制氢）和有机合成（C-S键构建）领域展现了共价有机框架材料的巨大应用潜力。