为了最大限度地利用光能，克服蒽醌氧化的复杂反应过程，对过氧化氢(H₂O₂)的全反应光合作用提出了很高的要求，它可以在没有牺牲剂的情况下结合水氧化和氧还原。

近日，华南师范大学兰亚乾教授，Yifa Chen通过四硫富瓦烯(光氧化中心)和苯并噻唑(光还原中心)的偶联，成功实现H₂O₂的全反应光合作用，而不需要牺牲剂。

文章要点

1）它们之间的共价连接产生了氧化还原连接，呈现出可见的光吸收区域、有效的电子-空穴分离效率和合适的光氧化还原能力，使可见光驱动的电子能够有效地从BT转移到TTF，从而导致同时完成ORR和WOR反应。

2）值得注意的是，在多孔晶型光催化剂中，其在没有牺牲剂的情况下对H₂O₂光合作用的产率(~276,000 µM/h/g)可以达到创纪录的高，大约是单一连接体或物理混合物的10倍。此外，它还可以在长时间的间歇实验中方便地产生高浓度的H₂O₂ (~18.7 wt%)，具有很大的实际应用潜力。

3）理论计算证明，氧化还原分子结可以促进电荷转移，大大降低WOR和ORR的能垒，从而提高性能。

这是首次设计氧化还原分子结COF用于H₂O₂的全反应光合作用，这可能为探索具有潜在工业化规模的H₂O₂生产中的多孔晶体材料提供新的线索。

参考文献

Jia-Nan Chang, et al, Oxidation-Reduction Molecular Junction Covalent Organic Frameworks for Full Reaction Photosynthesis of H₂O₂, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202218868

DOI: 10.1002/anie.202218868

https://doi.org/10.1002/anie.202218868