本文要点：
来自空气和水的H2O2的高效无牺牲剂光合作用代表了最绿色、成本最低、最实时的H2O2生产途径，但仍然是一个具有挑战性的问题。
在这里，作者通过对共价有机框架(COFs)进行结构设计，展示了一种通用而有效的方法，该方法通过不对称双功能杂化连接来促进COFs的H2O2光合作用。
通过这样的设计，作者不仅可以为COF配备催化活性中心，还可以为其配备分离D-A基序的特殊功能，从而赋予基于不对称双功能杂交连接的COF (CI-COF)相对于基于对称单功能连接的COF (II-COF和CC-COF)在光生载流子的产生、传输和分离方面显著增强的效率。
相应的，H2O2光合作用的性能增强了三或五倍。伴随而来的是氧气利用率和转换效率从36.6%大幅提升至99.9%。CI-COF具有罕见的双通道H2O2光合作用。
Figure 1. Synthesis of CC-COF, CI-COF, and II-COF through a [3 + 2] Schiff base condensation reaction.
Figure 2. (a−c) Solid-state 13C CP-MAS NMR spectra of II-COF, CI-COF, and CC-COF. (d−f) View of the structure of II-COF, CI-COF, and CC-COF. (g−i) PXRD patterns of II-COF, CI-COF, and CC-COF.
Figure 3. (a) UV−vis diffuse reffectance spectra of II-COF, CI-COF, and CC-COF. (b) HOMO and LUMO levels of II-COF, CI-COF, and CCCOF. (c) Photocurrent response of II-COF, CI-COF, and CC-COF. (d) Fluorescence lifetimes of CC-COF, CI-COF, and II-COF.
Figure 4. (a) Photosynthesis of H2O2 upon CC-COF, CI-COF, and II-COF from air/O2 and pure water. (b) Recycled use of CI-COF for photosynthesis of H2O2 from air and pure water. (c) Photosynthesis of H2O2 under various scavengers. (d) EPR spectra of II-COF, CI-COF, and CC-COF during H2O2 photosynthesis.
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c05874
