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T形单元诱导生成ABC堆叠型共价有机框架，用于近红外光驱动的二氧化碳还原反应
《Science China-Chemistry》：T-shaped unit induced ABC stacked covalent organic frameworks for near-infrared-light-driven CO2 reduction
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年09月12日 来源：Science China-Chemistry 9.8
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摘要近红外（NIR）光驱动的光化学反应具有诸多优势，例如副反应较少、穿透深度更深以及光谱覆盖范围更广。然而，迄今为止，尚无法实现具有高效NIR光吸收能力的共价有机框架（COFs）的合理设计及精准调控，以便用于燃料或化学品生产——尤其是在光催化CO?还原反应（CO?RR）领域。在这
近红外（NIR）光驱动的光化学反应具有诸多优势，例如副反应较少、穿透深度更深以及光谱覆盖范围更广。然而，迄今为止，尚无法实现具有高效NIR光吸收能力的共价有机框架（COFs）的合理设计及精准调控，以便用于燃料或化学品生产——尤其是在光催化CO?还原反应（CO?RR）领域。在这项研究中，我们通过策略性地合成T形单元诱导的ABC堆叠COFs（ZnPor-PIT-Ni-COF，其中PIT = 4,4′,4″-(1H-phenanthro[9,10-d]imidazole-2,5,10-triyl)tri(benzohydrazide)）来应对这一挑战，从而将光吸收范围扩展到近红外区域。紫外-可见（UV-vis）漫反射光谱和理论计算表明，ZnPor-PIT-Ni-COF分子结构的对称性以及ABC堆叠方式中的对称性破缺对其优异的近红外光吸收能力具有协同促进作用。此外，由于ABC堆叠模式提高了光生载流子的分离效率，并使金属活性位点更加暴露，使得ZnPor-PIT-Ni-COF在NIR光照下（λ ? 780 nm）表现出出色的CO?RR光催化性能：CO生成速率为289 μmol g?1 h?1，CO/H?选择性达到94%，超过了大多数已报道的NIR响应催化剂的性能。同时，ZnPor-PIT-Ni-COF在可见光驱动下也展现出显著的CO?RR活性，CO转化速率为627 μmol g?1 h?1。这项工作提出了一种构建二维（2D）COFs的新方法，有效克服了NIR光化学转化的局限性，并扩展了基于COFs的光催化应用的适用范围。
近红外（NIR）光驱动的光化学反应具有诸多优势，例如副反应较少、穿透深度更深以及光谱覆盖范围更广。然而，迄今为止，尚无法实现具有高效NIR光吸收能力的共价有机框架（COFs）的合理设计及精准调控，以便用于燃料或化学品生产——尤其是在光催化CO?还原反应（CO?RR）领域。在这项研究中，我们通过策略性地合成T形单元诱导的ABC堆叠COFs（ZnPor-PIT-Ni-COF，其中PIT = 4,4′,4″-(1H-phenanthro[9,10-d]imidazole-2,5,10-triyl)tri(benzohydrazide)）来应对这一挑战，从而将光吸收范围扩展到近红外区域。紫外-可见（UV-vis）漫反射光谱和理论计算表明，ZnPor-PIT-Ni-COF分子结构的对称性以及ABC堆叠方式中的对称性破缺对其优异的近红外光吸收能力具有协同促进作用。此外，由于ABC堆叠模式提高了光生载流子的分离效率，并使金属活性位点更加暴露，使得ZnPor-PIT-Ni-COF在NIR光照下（λ ? 780 nm）表现出出色的CO?RR光催化性能：CO生成速率为289 μmol g?1 h?1，CO/H?选择性达到94%，超过了大多数已报道的NIR响应催化剂的性能。同时，ZnPor-PIT-Ni-COF在可见光驱动下也展现出显著的CO?RR活性，CO转化速率为627 μmol g?1 h?1。这项工作提出了一种构建二维（2D）COFs的新方法，有效克服了NIR光化学转化的局限性，并扩展了基于COFs的光催化应用的适用范围。
