具有可控级联电子转移途径的三元工程线性聚合物，可实现高效H2O2光合作用并同时进行生物质转化

《Green Chemistry》：Ternary engineered linear polymers with a controllable cascade electron transfer pathway for efficient H2O2 photosynthesis coupled with biomass conversion

光催化合成与生物质转化协同机理研究。采用RAFT聚合策略制备含N-苯基苯胺（TAA）、蒽醌（AQ）和Ru(bpy)32+的三元线性聚合物PS-TAA-AQ-Ru，通过TAA→AQ→Ru的级联电子转移实现电荷分离，在可见光下催化木质素衍生物FHA同时高效生成H2O2（1550±50 μmol/g·h）和呋喃甲醛（300±20 μmol/g·h，选择性100%）。

　　

基于线性聚合物的光催化剂因具有可设计的分子结构和高度可调的电子特性，在光催化过氧化氢（H?O?）的制备研究中受到了广泛关注。然而，这些光催化剂的光催化性能受到光生载流子分离不足的严重限制。在此，我们设计并合成了一种名为PS-TAA-AQ-Ru的线性聚合物，该聚合物整合了三种功能基团：N,N-二苯胺（TAA）、蒽醌（AQ）以及[Ru(bpy)?]2?复合物，通过一步可逆的加-断裂链转移（RAFT）聚合策略实现这些基团的连接。与仅具有单步电子转移通道的聚合物（如PS-TAA-Ru、PS-AQ-Ru或PS-Ru）相比，这种三元功能化的PS-TAA-AQ-Ru光催化剂能够实现载流子的空间分离，并通过TAA → AQ → Ru的逐步电子转移通道实现高效的电荷迁移。值得注意的是，当向空气/水光催化系统中引入糠醛（FFA）生物质时，PS-TAA-AQ-Ru的H?O?生成速率可达到1550 ± 50 μmol g?1 h?1；同时，在可见光照射下，FFA能以300 ± 20 μmol g?1 h?1的速率被完全转化为糠醛（FF），且转化选择性达到100%。