隨著化石燃料危機加劇，開發清潔、可持續的太陽能制氫技術成為全球焦點。傳統無機半導體依賴貴金屬且光響應范圍窄，僅能利用不足5%的太陽光譜，極大限制了實際應用。近年來，共價有機框架（COFs）因其可調控的能級結構和穩定性備受關注，但現有材料仍面臨激子解離困難、光吸收不足等問題，導致產氫效率難以突破。如何設計兼具高穩定性、寬光譜響應和高效電荷分離的光催化劑，成為該領域亟待攻克的核心挑戰。
圖1 COF-JLUs的合成 吉林大學劉曉明教授團隊在《德國應用化學》發表最新成果，首次通過Knoevenagel縮聚法合成兩個全共軛苯并雙噁唑橋聯COFs（COF-JLU44和COF-JLU45）。其中，COF-JLU45以芘單元為電子供體、苯并雙噁唑為電子受體，構建強供體-受體結構，展現出優異的光催化性能：在可見光下，其產氫速率高達272.5 mmol g?1 h?1，表觀量子效率達12.9%（600 nm單色波長），并具備優異循環穩定性。通過光譜分析和理論模擬，揭示了材料寬光譜吸收、低激子結合能及高效電荷分離的機制。該發現為設計COF基光催化劑提供了新的靈感。 圖2. COF-JLUs的能帶結構與光催化產氫性能 3. COF-JLUs的瞬態吸收光譜 亮點速覽： ? COF-JLU45產氫速率是g-C3N4的1549倍，比商用P25高586倍。 ? COF-JLU45在600 nm紅光下仍保持12.9%量子效率，提升太陽能利用率。 ? 耐酸、耐堿、耐光解，COF-JLU45循環12次性能無衰減，貼近應用需求。 ? 從分子層面精準調控材料結構，為高性能光催化材料設計提供靈感。 論文信息 Fully Conjugated Benzobisoxazole-Bridged Covalent Organic Frameworks for Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution Dr. Si Ma, Dr. Zhongping Li, Yuxin Hou, Jiali Li, Zhenwei Zhang, Prof. Dr. Tianqi Deng, Prof. Dr. Gang Wu, Prof. Dr. Rui Wang, Prof. Dr. Shuo-wang Yang, Prof. Dr. Xiaoming Liu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202501869
