具有非对称润湿性的共价有机框架膜，用于高效的光催化过氧化氢合成

基于共价有机框架膜的三相界面光催化合成过氧化氢效率显著提升，通过不对称润湿性实现O2和H2O局域富集，纳米结构调控增强光吸收与能带对齐，产率达52.5 mmol g?1 h?1（O2）和148.9倍量子产率（空气），膜催化剂可集成反应器实现污染物降解。

　　

摘要

利用空气和水通过光催化方法生成过氧化氢（H?O?）是一种可持续的途径，但受到质量传输和电荷分离问题的限制。本文开发了具有非对称润湿性的共价有机框架（COF）膜，以构建三相界面，从而局部富集氧气（O?）和过氧化氢（H?O），实现高效的反应。将COF粉末转化为纳米结构膜可以增强光吸收和能带对齐，促进水氧化和电荷分离。这些协同效应使H?O?的产率在氧气存在下达到52.5 mmol g?1 h?1，其量子产率是粉末形式的27.8倍；而在空气存在下，产率可提高至148.9倍。这种柔性膜可以集成到反应器中，现场生成的H?O?能够用于污染物降解。这项工作展示了一种用于高性能三相光催化和多功能膜催化剂的多功能策略，有助于实现可持续的化学合成。

图形摘要

基于卟啉的共价有机框架膜具有非对称润湿性，通过增强三相质量传输和光催化活性，实现了高效的H?O?生成，并且可以进一步集成到各种膜反应器中，利用现场生成的H?O?进行有机污染物降解。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。