sp2共轭COF具有可调控的光电性质、面内π共轭体系、结构稳定性优异，是具有前景的光能-化学能转化材料。但是由于缺少连接结构的种类，导致这种sp²共轭COF的发展非常缓慢。

有鉴于此，中科院宁波材料研究所张涛研究员、福州大学王心晨、蓝志安等通过羟醛缩合反应构筑噻二唑（thiadiazole）连接结构的sp² C共轭COF（命名为sp²c-COF-ST），发展了一种具有前景的COF光催化材料。

本文要点：

（1）

构筑的sp²c-COF-ST具有非常高的化学稳定性，能够在强酸或强碱体系中稳定存在。通过缺电子噻二唑基团和完全共轭的平面结构，sp²c-COF-ST实现优异的光电性能和载流子分离与载流子传输能力。

（2）

将sp²c-COF-ST作为光电极，在可见光（>420 nm）和0.3 V过电势的光电流达到~14.5 μA cm^-2，这个光电流比亚胺作为一部分连接的结构类似COF（mix-COF-SNT, ~9.5 μA cm^-2）性能更好，同样比完全由亚胺作为连接构筑的COF性能更好（imi-COF-SNNT ~4.9 μA cm^-2），因此展示了结构-性质之间的重要关系。

（3）

通过变温荧光光谱表征和DFT理论计算，说明sp²c-COF-ST的激子结合能和载流子有效质量比mix-COF-SNT或imi-COF-SNNT更好，说明sp²c-共轭结构有助于增强激子的解离和载流子转移。这项研究工作说明噻二唑连接构筑sp²c-COF材料是具有前景的光催化材料。

参考文献

Guangen Fu, Denghui Yang, Shunqi Xu, Shengxu Li, Yuxiang Zhao, Haoyong Yang, Daheng Wu, Petko Stoev Petkov, Zhi-An Lan*, Xinchen Wang*, and Tao Zhang*, Construction of Thiadiazole-Bridged sp²-Carbon-Conjugated Covalent Organic Frameworks with Diminished Excitation Binding Energy Toward Superior Photocatalysis, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c08755

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08755