在共价有机框架光催化剂中高效产生三重态对于高选择性地将氧气（O₂）还原为过氧化氢（H₂O₂）至关重要。
基于此，2025年3月18日，复旦大学郑耿锋、韩庆等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《p-π Conjugated Covalent Organic Frameworks Expedite Molecular Triplet Excitons for H2O2 Production Coupled with Biomass Upgrading》的研究论文。
在此，作者将氟原子和部分氟原子掺杂到烯烃连接的三嗪共价有机框架（F-ol-COF和HF-ol-COF）中，其中相邻的氟（F）原子-烯烃键形成p-π共轭，在光照下诱导自旋极化，从而加速三重态激子的产生，使氧气活化为单线态氧（¹O₂），并有助于实现高选择性的H₂O₂生产（选择性达91%）。
此外，还展示了将H₂O₂生产与5-羟甲基糠醛（HMF）的高值化利用相结合的可行性。
F-ol-COF表现出高度稳定的H₂O₂产率，为12558 μmol g⁻¹ h⁻¹，同时HMF向功能化呋喃的转化产率为95%，远高于部分氟化COF（HF-ol-COF）和未氟化COF（H-ol-COF）。
机理研究表明，氟的掺杂促进了电荷分离，增强了烯烃键上碳原子的路易斯酸性，使其成为O₂吸附的活性位点，并在三嗪单元处提供了高浓度的空穴，用于HMF的氧化升级。
本研究揭示了合理设计多孔结晶光催化剂在高效光催化O₂还原为H₂O₂和生物质升级中的诱人潜力。
p-π Conjugated Covalent Organic Frameworks Expedite Molecular Triplet Excitons for H2O2 Production Coupled with Biomass Upgrading，Advanced Materials, 2025. https://doi.org/10.1002/adma.202502220
