基态电荷转移在提高D-A型共价有机框架的光催化性能方面起着至关重要的作用。
然而，目前通过基态电荷转移来调节基于COF的光催化剂的光催化性能的研究还很有限。
基于此，2025年3月13日，华南农业大学李鑫、韶关学院岳强、湖北文理学院梁桂杰、郑州大学张鹏等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Ground-state charge transfer in single-molecule junctions covalent organic frameworks for boosting photocatalytic hydrogen evolution》的研究论文。
在这里，作者通过一种独特的共价键合方法，形成了极其强烈的基态电荷转移。
作者将三维堆叠的COF基S型异质结（FOOCOF-PDIU）转化为共平面单分子结（FOOCOF-PDI）。
与传统的随机堆叠异质结和单独的COF相比，这种共平面单分子结结构表现出强烈的基态电荷转移。
基态电荷转移导致电荷重新分布和偶极矩形成，从而增强了单分子结中的内建电场强度。
这种增强的内建电场促进了激子解离和电荷分离，从而提高了光催化效率。
因此，作者成功获得了一种具有宽光吸收范围的稳定分子修饰的COF，其析氢速率可达265 mmol g⁻¹ h⁻¹。
这项工作为基于基态电荷转移效应的COF光催化机制的探索开辟了一条途径。
Shen, R., Huang, C., Hao, L. et al. Ground-state charge transfer in single-molecule junctions covalent organic frameworks for boosting photocatalytic hydrogen evolution. Nat Commun 16, 2457 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57662-4
