Donor-length engineering in directly linked covalent heptazine frameworks for photocatalytic H2O2 Production

光催化 共价键 材料科学 激子 氧化还原 催化作用 过氧化氢 纳米技术 析氧 共价有机骨架 分解水 光化学 电子供体 化学 电荷(物理) 载流子 多孔性 共轭体系 制氢 分子工程 半导体 化学工程 可见光谱
作者
Sanqi Liang,Yufan Zhang,Ming Hou,Yanyan Wang,Jiwu Zhao,Quan Gu,Ziwei Gao
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
标识
DOI:10.1038/s41467-026-72065-9
摘要

Conjugated porous organic framework photocatalysts for hydrogen peroxide production have attracted a lot of attention, yet achieving efficient exciton regulation remains a challenge. Here, we propose a one-dimensional donor length-engineering strategy to construct twin molecular junction catalysts for sacrificial-agent-free H2O2 production. Tuning aryl donor conjugation identifies an optimal structure that enhances π-delocalization and exciton dissociation, whereas overly short or long donors hinder charge separation. The covalent heptazine framework with p-terphenyl as the donor enables fast Frenkel-to-charge-transfer exciton conversion (0.36 ps) and highly efficient formation (89.16%) of long-lived ( > 7 ns) charge-separated states. Spatially adjacent redox sites allow electrons and holes to drive oxygen reduction and water oxidation reactions simultaneously, improving the photocatalytic efficiency. In this work, the optimal material achieves 8595 μmol g−1 h−1 H2O2 production under visible light and 5042 μmol g−1 h−1 under natural solar/air conditions and remains stable over 400 h of continuous operation, demonstrating competitive performance. The authors report that engineering one-dimensional donor length in covalent heptazine frameworks creates twin molecular junctions, which enable fast charge separation, long-lived charge-separated states, and efficient H2O2 photosynthesis.
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
TINASO完成签到,获得积分10
1秒前
美琪完成签到,获得积分10
1秒前
冷傲路灯完成签到 ,获得积分10
1秒前
dawn完成签到,获得积分20
1秒前
jusong发布了新的文献求助10
2秒前
psh完成签到,获得积分10
3秒前
胜者为王完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
机智冰凡发布了新的文献求助20
5秒前
zw发布了新的文献求助10
5秒前
小鱼爱吃肉应助啊啊采纳,获得10
5秒前
8秒前
六月雪发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
白菜完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
张引发布了新的文献求助20
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
小蘑菇应助皮崇知采纳,获得10
12秒前
13秒前
123发布了新的文献求助20
13秒前
14秒前
kk完成签到 ,获得积分10
15秒前
平安顺遂完成签到 ,获得积分10
15秒前
刘金帅完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
拾光发布了新的文献求助10
17秒前
小乐发布了新的文献求助10
17秒前
力口氵由发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
慕青应助云飞扬采纳,获得10
19秒前
ASen发布了新的文献求助20
19秒前
和谐惜灵发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
余亮完成签到 ,获得积分10
20秒前
bkagyin应助清泓采纳,获得10
21秒前
zw完成签到,获得积分10
21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
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Electrode Potentials 550
REAL-WORLD EFFICACY AND GENOMIC LANDSCAPE OF POLATUZUMA VEDOTIN-BASED FIRST-LINE THERAPY IN DIFFUSE LARGE B-CELL LYMPHOMA: A FOCUS ON TP53 MUTATIONS AND TREATMENT RESPONSE 500
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6962700
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8644853
关于积分的说明 18333857
捐赠科研通 6412545
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3086411
关于科研通互助平台的介绍 2135550
邀请新用户注册赠送积分活动 2062923