综述：多孔有机聚合物形态创新修饰在先进光催化应用中的研究

这篇综述系统探讨了多孔有机聚合物（POPs）的形态学修饰如何通过调控比表面积、孔隙率和有机框架结构来优化光催化性能，重点分析了纳米薄膜（thin films）、纳米片（nanosheets）、量子点（quantum dots）等形态在光吸收、电荷分离（charge separation）和活性位点暴露方面的作用，为环境修复（CO2RR、H2O2生产）和能源转化（水分解、N2固定）提供了新材料设计思路。

　　

Abstract

多孔有机聚合物（POPs）凭借其高比表面积（SSA）、可调孔隙和有机框架结构，成为光催化领域的明星材料。通过形态工程可将其设计为纳米薄膜、纳米片、纳米管等18种结构，显著提升光吸收效率（如2D结构增加光子捕获）和电荷分离能力（1D结构促进电子传输）。这些特性使其在CO₂RR、水分解（WS）和碘苯脱卤等反应中表现卓越，其中PAF-1的BET比表面积高达5600 m²/g，远超传统材料。

Introduction

化石能源危机催生了光催化技术的革新。POPs相较于金属基催化剂（如MOFs）具有无毒、稳定性高等优势，其单原子活性位点和分级孔隙结构可加速底物扩散。例如，COFs的均一孔道能精准调控分子运动，而纳米花（nanoflowers）的层级结构可同步优化光吸收与活性位点暴露。

Types of POPs

POPs家族包括结晶性COFs、CTFs和非晶态HCPs等。COF-103的比表面积达4210 m²/g，其有序孔道利于电荷传输；而CMPs的共轭骨架可增强可见光响应，在H₂O₂光合成中效率提升3倍。

Thin films

纳米薄膜通过减少电荷复合距离使电子迁移率提高40%，在有机光伏中实现92%的入射光利用率。表面修饰的聚苯胺薄膜可将CO₂转化率提升至1.2 mmol/g/h。

Conclusions and future prospective

未来需开发原位表征技术解析形态-性能关系，并探索AI辅助设计新型POPs。将纳米笼（nanocages）与生物酶耦合可能开辟人工光合新路径。

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