Gemischte Linker-Strategie zum Aufbau von sulfonhaltigen D–A–A-kovalenten organischen Rahmenwerkstoffen zur effizienten photocatalytischen Wasserstoffperoxidproduktion

Zusammenfassung: Die solarbetriebene photocatalytische Produktion von Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) aus Wasser und Sauerstoff unter Verwendung von Halbleiterkatalysatoren bietet einen vielversprechenden Ansatz zur Umwandlung solarer Energie in speicherbare chemische Energie. Die Effizienz der photocatalytischen H 2 O 2 -Produktion ist jedoch oft durch die niedrige fotogenerierte Ladungstrennung, langsame Oberflächenreaktionen und unzureichende Stabilität eingeschränkt. Hier haben wir eine gemischte Linker-Strategie entwickelt, um einen Donor-Akzeptor-Akzeptor (D–A–A) kovalenten organischen Rahmenwerkstoff (COF) Photokatalysator, FS‐OHOMe‐COF, zu bauen. Die FS‐OHOMe‐COF-Struktur weist eine erweiterte π–π-Konjugation auf, die die Ladungsmobilität verbessert, während die Einführung von Sulfon-Einheiten nicht nur als aktive Stellen die Oberflächenreaktionen mit Wasser erleichtert, sondern auch durch erhöhte Interlayer-Kräfte die Stabilität erhöht. Der resultierende FS‐OHOMe‐COF hat eine niedrige Exzitonenbindungsenergie, lange Lebensdauer im angeregten Zustand und hohe Photostabilität, die zu einer hohen Leistung für die photocatalytische H 2 O 2 -Produktion (bis zu 1,0 mM h −1 ) führt, mit einer H 2 O 2 -Ausbeute von 19 mM nach 72 Stunden Belichtung. Darüber hinaus zeigt der Katalysator hohe Stabilität, die die Aktivität über 192 Stunden des photocatalytischen Experiments aufrechterhielt.