Membrane‐Confined Proton Management Orchestrates Proton‐Electron Transfer for Efficient Photocatalytic Hydrogen Peroxide Synthesis

质子 过氧化氢 光催化 材料科学 质子耦合电子转移 质子输运 共价有机骨架 光化学 电子转移 电子供体 电子传输链 化学工程 制氢 催化作用 氧气 共价键 电子 工作(物理) 分解水 辐照 降级(电信) 氧化还原 纳米技术 电荷(物理) 膜反应器 活性氧 化学 聚合
作者
Zhiwei Xing,Chi Qiao,Kunkun Ren,Haitao Su,S Hui Wang,Zhifeng Dai,Yuanyuan Xiong,Xiangju Meng,Shengqian Ma,Qi Sun
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:: e73980-e73980
标识
DOI:10.1002/adma.73980
摘要

ABSTRACT Coordinating proton and electron transport remains a central challenge in photocatalysis, particularly for H 2 O 2 synthesis, where two‐electron oxygen reduction requires synchronized proton delivery and charge transfer. Here, we report hydroxyl‐functionalized three‐dimensional covalent organic framework (COF) membranes that regulate proton‐coupled electron transfer within ordered nanochannels. Phenolic hydroxyl groups are precisely embedded in the membrane pores as internal proton reservoirs, while the continuous COF framework provides pathways for photogenerated electron transport. By tuning hydroxyl density, the dihydroxylated COF‐2OH membrane establishes an optimal proton‐management microenvironment, promoting O 2 adsorption, charge separation, superoxide/*OOH intermediate formation, and dynamic proton recycling. Under one‐sun irradiation in pure water and ambient air, COF‐2OH achieves an H 2 O 2 production rate of 21.79 mmol g – 1 h – 1 without sacrificial agents or cocatalysts, greatly outperforming the corresponding powder catalyst. Mechanistic experiments and simulations reveal that membrane confinement and hydroxyl‐mediated proton buffering jointly synchronize proton and electron fluxes during continuous photocatalysis. The free‐standing membrane can also be integrated into a tubular Al 2 O 3 ‐supported reactor for in situ H 2 O 2 ‐driven photo‐Fenton degradation of organic pollutants. This work establishes proton‐managing COF membranes as programmable reaction interfaces for efficient solar H 2 O 2 production and integrated water treatment.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
1112222发布了新的文献求助10
刚刚
mao发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
2秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
sjx发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
DW应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
桐桐应助daling采纳,获得10
3秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
小吉发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
艾达虾完成签到,获得积分10
3秒前
星辰大海应助琳lin采纳,获得10
3秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
七小七完成签到 ,获得积分10
3秒前
默成应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
我是老大应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
默成应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
ynl发布了新的文献求助10
5秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
小蘑菇应助eternal采纳,获得10
5秒前
小二郎应助明志采纳,获得10
5秒前
十八褶子完成签到,获得积分10
5秒前
小二郎应助笨笨幻灵采纳,获得10
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Industrial Hydraulics Manual (7th edition) 800
Physiologic races of the downy mildew fungus on soybeans in North Carolina 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7776600
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9317988
关于积分的说明 20361410
捐赠科研通 7363513
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3318422
关于科研通互助平台的介绍 2466410
邀请新用户注册赠送积分活动 2333857