H2O2作為一種重要的綠色氧化劑，廣泛用于工業、水處理及醫療消毒等領域。然而，傳統蒽醌法生產存在高能耗與環境安全問題。光催化技術利用太陽能將水和氧氣直接轉化為H2O2，為此提供了綠色解決方案。 在眾多的光催化材料中，共價有機框架（COFs）憑借其高度可調的孔結構、明確的活性位點和優異的電荷傳輸性能，成為高效光催化H2O2合成的理想材料，在太陽能驅動過氧化氫（H2O2）合成中展現出巨大潛力。近年來，通過分子工程策略（如電子結構優化、活性位點設計和拓撲調控），COFs的光催化性能顯著提升，部分體系實現了超過1.4%的太陽能-化學能轉化效率（SCC），甚至超過了自然光合作用的效率（~0.1%）。此外，雙通道反應路徑（同時利用氧還原反應ORR和水氧化反應WOR）的開發進一步推動了無犧牲劑條件下的高效H2O2合成。 華中科技大學譚必恩教授團隊在《歐洲化學》上撰寫了關于COFs在光催化H2O2合成中的應用進展的綜述文章。該文章總結了COFs光催化合成H2O2的主要原理、重要設計策略（如電子結構優化、活性位點設計、COFs的連接體化學和拓撲調控等）以及近期進展，并提出了COFs光催化H2O2材料的發展前景和挑戰。
圖1 COFs光催化H2O2合成反應的主要反應路徑 文章首先綜述了COFs光催化合成H2O2的反應路徑（圖1）及表征材料性能的主要分析方法；闡明了H2O2制備的兩種重要途徑：ORR（如直接2e?或間接1e?路徑）與WOR，揭示了關鍵中間體在反應路徑中主要作用。之后概述了COFs光催化合成H2O2性能提升的主要策略：如：通過連接基團工程（如氰基、三嗪、硫醚單元）、貴金屬負載、連接化學優化（如腙鍵、三嗪鍵）和拓撲調控（如3D結構）提升光催化活性。最后指出當前面臨的效率、穩定性和規模化難題，并提出連續流反應器、AI輔助設計和原位應用等未來發展方向。 論文信息 Covalent Organic Frameworks as Photocatalysts for Sustainable Solar-to-Hydrogen Peroxide Conversion Dr. Xunliang Hu, Prof. Bien Tan Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202501902
