共价无机框架(COF)是经过分子设计完成过氧化氢(H2O2)分解的全体高效光互助用的抱负质料。但是,准确构建面向全体光互助用的COFs仍旧是一个宏大的应战。
基于此,天津大学陈龙传授,中国迷信技能大学王磊(配合通讯作者)等人报道了具有分散的氧化复原中心的s-庚嗪基COFs(HEP-TAPT-COF和HEP-TAPB-COF),用于从O2和纯水中高效消费H2O2。HEP-COFs中空间有序分散的活性位点可以无效地促进电荷分散,进步光催化H2O2的产率。与HEP-TAPB-COF相比,HEP-TAPT-COF由于具有s-庚嗪和三嗪的双O2复原活性中心而体现出更高的H2O2产率。为了更深化地理解反响途径并确定大概的活性位点,作者举行了第一性原理盘算。关于双电子O2复原途径,在光催化剂上构成*OO*物种是最要害的步调。盘算后果表现,与苯环相比,当s-庚嗪和三嗪局部的碳原子作为反响活性位点时,*OO*物种具有更低的吉布斯自在能(ΔG)。因而,HEP-TAPT-COF的s-庚嗪和三嗪局部中的碳原子和HEP-TAPB-COF的s-庚嗪局部中的碳原子最有大概辨别作为光催化O2复原的活性位点。另一方面,光催化水氧化反响是一个四电子转移历程,大概发生*OH、*O、*O*OH、*O*O等两头体。关于HEP-TAPT-COF,水氧化最有大概产生在标志为“1”和“2”的苯环上,由于盘算出的ΔG在一切步调中都是负的。但是,只要在HEP-TAPB-COF中标志为“1”“2”的苯环可以作为活性位点,而标志为“3”的苯环上的*O*O两头体的构成在热力学上是倒霉的,因而它不太大概作为活性位点。因而,盘算后果标明,在HEP-TAPT-COF中,O2复原反响同时产生在s-庚嗪和三嗪局部,而水氧化反响产生在苯环上;在HEP-TAPB-COF中,O2复原反响产生在s-庚嗪局部,而水氧化反响产生标志为“1”和“2”的苯环上。Covalent Organic Frameworks Containing Dual O2 Reduction Centers for Overall Photosynthetic Hydrogen Peroxide Production. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202217479.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202217479.
现在批评: