近年来，共价有机骨架在光催化水制氢方面受到越来越多的关注。然而，尚未完全揭示其结构-性能-活性之间的关系。

有鉴于此，武汉大学汪成教授，中科院理化技术研究所吴骊珠院士，李旭兵副研究员报道了合理设计并合成了四种同构卟啉二维共价有机骨架（MPOR-Deth-COF，M=H₂，Co，Ni，Zn），并研究了其光催化析氢活性。

文章要点

1）研究发现，这四种COFs均具有较高的结晶度和比表面积，不同的过渡金属离子掺杂到卟啉环上对相应的COF的载流子动力学性质具有明显的影响。

2）实验结果显示，在H₂PtCl₆和三乙醇胺（TEOA）存在下，通过可见光照射时，所有MPor-DETH-COFs都可以在保持骨架结构的情况下从水中连续产生氢。更重要的是，得益于通过分子工程调节的电荷载流子动力学，这四种COFs对光催化析氢具有一定的可调性，其顺序为CoPor-DETH-COF（25 μmol g⁻¹ h⁻¹）<H₂Por-DETH-COF（80 μmol g⁻¹ h⁻¹）<Por-DETH-COF (211 μmol g⁻¹ h⁻¹)<ZnPor-DETH-COF（413 μmol g⁻¹ h⁻¹）。

这项研究不仅为在分子水平上高效调控COFs的光催化析氢活性提供了一种简单有效的途径，而且为COFs的结构设计提供了有价值的见解，从而实现更佳的光催化性能。

参考文献

Chen, R., Wang, Y., Ma, Y. et al. Rational design of isostructural 2D porphyrin-based covalent organic frameworks for tunable photocatalytic hydrogen evolution. Nat Commun 12, 1354 (2021)

DOI：10.1038/s41467-021-21527-3

https://doi.org/10.1038/s41467-021-21527-3