螺二芴基共轭微孔聚合物结构异化实现高效过氧化氢全光合成

本研究针对共轭微孔聚合物(CMPs)光催化过氧化氢(H2O2)合成中电荷分离/转移效率低的瓶颈，通过构建不同杂化模式的螺二芴基催化剂(sp3-SF-AQ与sp2-BF-AQ)，发现扭曲sp3构型可增强偶极矩与活性位点可及性，实现双路径氧还原(ORR)/水氧化(WOR)反应，使H2O2产率提升7倍达6434 μmol g?1 h?1，为无金属光催化提供了新策略。

　　

通过结构异化策略设计两种螺二芴基共轭微孔聚合物光催化剂：具有扭曲sp³杂化几何构型的sp³-SF-AQ与平面sp²杂化构型的sp²-BF-AQ。光电化学分析与理论计算表明，sp³-SF-AQ的近正交刚性结构通过增强偶极矩和活性位点可及性，显著促进电荷分离与传输。该结构优势成功激活双反应路径——氧还原反应(ORR)与水氧化反应(WOR)，而sp²-BF-AQ仅表现单一路径ORR。在无牺牲剂的纯水条件下，sp³-SF-AQ的过氧化氢(H₂O₂)产率达到6434 μmol g^?1 h^?1，较sp²-BF-AQ(948 μmol g^?1 h^?1)提升近7倍，太阳能-化学转化(SCC)效率达1.15%。该研究揭示了分子构型调控对优化光催化性能的关键作用，为绿色合成过氧化氢提供了新材料设计思路。