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近日，三峽大學(xué)材料與化工學(xué)院葉立群教授團(tuán)隊(duì)，在共價(jià)有機(jī)框架材料（COFs材料）用于光催化合成過氧化氫(H₂O₂)領(lǐng)域取得突破。成果“分子水平工程助力COF光催化合成H₂O₂”（Molecularly Engineered Covalent Organic Frameworks for Hydrogen Peroxide Photosynthesis）在線發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed）。該期刊是目前國際化學(xué)領(lǐng)域頗具影響力的期刊。

H₂O₂是一種綠色的氧化劑，在環(huán)境保護(hù)、化工生產(chǎn)、日常消毒等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的蒽醌法合成H₂O₂存在高能耗和易產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物等缺點(diǎn)，光催化技術(shù)雖然具備零能耗合成H₂O₂的優(yōu)點(diǎn)，但是其低的2電子水氧化能力嚴(yán)重的抑制了由水和空氣直接全合成H₂O₂的效率。基于此，葉立群教授發(fā)展了一種基于聯(lián)吡啶構(gòu)建的COF光催化劑，用于由水和空氣作為原料直接光催化合成H₂O₂。在25度和60度下的太陽能-化學(xué)能轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到0.57%和1.08%，8小時(shí)(1天平均日照時(shí)間)光照后的H₂O₂濃度超過5mM，能夠直接應(yīng)用于有機(jī)污染物的分解和致病性微生物的滅活。

圖1 COF-TfpBpy, AP-TfpBpy和g-C₃N₄光催化合成H₂O₂性能及其在環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用

圖2.基于原位紅外光譜的光催化合成H₂O₂機(jī)理

成果得到國家自然科學(xué)基金、“111”創(chuàng)新引智基地基金的支持及黃應(yīng)平教授的指導(dǎo)。

葉立群，博士，中國感光學(xué)會(huì)青年理事會(huì)理事，《先進(jìn)粉末材料》（Adv. Powder Mater）雜志編委。研究方向?yàn)榄h(huán)境光催化，主持國家自然科學(xué)基金3項(xiàng)，以第一/通訊作者在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed）、《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》(Environ. Sci. Technol)、《先進(jìn)功能材料》（Adv. Funct. Mater）、《先進(jìn)能源材料》（Adv. Energy. Mater）、《ACS催化》（ACS Catal）等國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文90余篇，h因子52，共被引10000余次。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202200413