Singlet‐Oxygen‐Driven Cooperative Photocatalytic Coupling of Biomass Valorization and Hydrogen Peroxide Production Using Covalent Organic Frameworks

单线态氧 过氧化氢 光催化 光化学 生物量(生态学) 共价键 化学 联轴节(管道) 催化作用 环境化学 氧气 材料科学 化学工程 有机化学 冶金 生态学 工程类 生物
作者
Qiang Xue,Hanxi Li,Peng Jin,Xukai Zhou,Feng Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (19): e202423368-e202423368 被引量:63
标识
DOI:10.1002/anie.202423368
摘要

Abstract Traditional H 2 O 2 photocatalysis primarily depends on photoexcited electrons and holes to drive oxygen reduction and water oxidation, respectively. However, singlet oxygen ( 1 O 2 ), often underappreciated, plays a pivotal role in H 2 O 2 production. Meanwhile, photocatalytic biomass conversion has attracted attention, yet studies combining H 2 O 2 synthesis with biomass valorization remain rare and typically yield low‐value products. Herein, a strategy of photocatalytic valorization of furfuryl alcohol (FFA) coupled with the efficient co‐production of H 2 O 2 is reported, enabled by covalent organic frameworks (COFs) induced, 1 O 2 ‐participated Achmatowicz rearrangement. This study introduces polyimide‐based COF‐N 0‐3 with tailored nitrogen content, representing an unprecedently efficient platform for 1 O 2 production. Remarkably, reducing the nitrogen content of the COF enhances 1 O 2 production, significantly boosting the H 2 O 2 generation rate. In FFA, the primary pathway for H 2 O 2 production is Achmatowicz rearrangement, achieving a rate ten times higher than that reliant on oxygen reduction reaction in pure water, reaching 4549 µmol g⁻¹ h⁻¹. Mechanism studies revealed 1 O 2 selectively engaged FFA, bypassing hole oxidation to trigger the Achmatowicz rearrangement, producing valuable 6‐hydroxy‐(2H)‐pyranone with 99% conversion and 92% selectivity. This work establishes a coupling strategy for simultaneous synthesis of H 2 O 2 and biochemicals, offering a transformative approach to sustainable photocatalysis.
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
1秒前
jiedaocheng发布了新的文献求助10
2秒前
领导范儿应助摘星的小孩采纳,获得10
2秒前
麦麦完成签到,获得积分10
2秒前
Hello应助橙橙采纳,获得10
3秒前
ALITTLE完成签到,获得积分10
3秒前
物换心移发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
jxl完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
SciGPT应助帅气碧萱采纳,获得30
4秒前
5秒前
奥奥发布了新的文献求助10
5秒前
大力的苠关注了科研通微信公众号
5秒前
尉迟莲发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
可乐加冰完成签到,获得积分20
8秒前
AACC发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
XXY完成签到,获得积分10
10秒前
熊猫海发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
科研通AI6.4应助yizhixiaobujin采纳,获得30
11秒前
Xi_Ling完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
Yunyunyang完成签到,获得积分10
12秒前
fairy完成签到 ,获得积分10
12秒前
yiyi131完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
要文献啊完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
酱酱酱完成签到,获得积分20
14秒前
DengLipan应助寸云采纳,获得15
14秒前
彭于晏应助凶狠的念之采纳,获得10
15秒前
16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
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Governing Growth: Us Industrial Policy from Hamilton to Trump 500
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
The Analytical and Numerical Solution of Electric and Magnetic Fields 500
Synthesis of P-Chiral Phosphine Ligands and Their Applications in Asymmetric Catalysis 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7624816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9199792
关于积分的说明 19723958
捐赠科研通 7195761
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273562
关于科研通互助平台的介绍 2435737
邀请新用户注册赠送积分活动 2269423