光催化为生产过氧化氢(H₂O₂)提供了一种可持续且环境友好的策略,然而在没有额外的助催化剂、光敏剂和牺牲剂的情况下,过氧化氢整体光合成(O₂ + 2H₂O → 2H₂O₂)的催化效率仍需进一步提高。
基于此,2025年3月12日, 天津理工大学钟地长 等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Hydrogen-bonded organic frameworks for photocatalytic synthesis of hydrogen peroxide》的研究论文。
在此,作者发现氢键有机框架(HOFs)可以在上述条件下作为过氧化氢整体光合成的光催化剂。
具体而言,作者构建了一种具有给体-受体型氢键的有机框架,其在过氧化氢整体光合成中表现出较高的光催化活性,产率可达681.2 μmol g⁻¹ h⁻¹。
对照实验和理论计算,揭示了具有给体-受体型结构的氢键有机框架不仅可以加速电荷分离和转移,还可以优化反应路径,从而显著提高过氧化氢整体光合成的光催化效率。
这项工作为设计和开发高效的过氧化氢整体光合成光催化剂提供了新的思路。
Zhang, JH., Ge, ZM., Wang, J. et al. Hydrogen-bonded organic frameworks for photocatalytic synthesis of hydrogen peroxide. Nat Commun 16, 2448 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57939-8
