一维磺酸基共价有机框架中氢自由基介导的协同电子-质子转移促进H2O2光合成

为解决共价有机框架(COFs)光催化产H2O2过程中电子-质子动力学失配问题，研究人员开发了基于氢自由基(H•)介导的协同电子-质子转移(CEPT)策略。通过构建含二苯并[b,d]噻吩砜(DOTh)单元的一维COFs，实现了10.87 mmol g?1 h?1的H2O2产率和13.5%的420 nm表观量子效率，为人工光合作用体系设计提供了新思路。

　　

这项突破性研究揭示了一维磺酸基共价有机框架(1D-COF)中独特的氢自由基(H•)介导机制。科研人员巧妙利用二苯并[b,d]噻吩砜(DOTh)单元构建的骨架边缘，实现了高效的H•生成。飞秒瞬态吸收光谱(fs-TAS)和原位电子顺磁共振(in-situ EPR)分析显示，该结构不仅能促进电荷分离和激子解离，还具有优异的质子亲和力。

令人振奋的是，H•与O₂通过单步和双步两种<2e^?>路径发生超快反应，在双相水/苯甲醇体系中创下10.87 mmol g^?1 h^?1的H₂O₂产率纪录。这种协同电子-质子转移(CEPT)策略犹如"分子级变速器"，精准调控了光催化氧还原反应(ORR)动力学，为开发新一代人工光合作用系统提供了范本。