JACS:基于苯并三噻吩的介孔共价有机框架光催化氢循环反应实现精细化学品高效共生产
发布时间:2026-06-24
近日,课题组与复旦大学赵东元院士团队的李峰教授等合作,在光催化氢循环反应共生产精细化学品方面取得重要进展。
苄胺类化合物和过氧化氢是制药、农业化工等领域的重要基础原料,传统的独立合成路线往往依赖高温高压等苛刻条件,能耗高且碳排放量大。光催化合成利用可再生太阳能,在常温常压下即可驱动反应,是绿色化学的重要发展方向。然而,如何在同一个光催化体系中同时高效完成氧化与还原半反应,并避免光生电荷的复合,是该领域的关键挑战。
针对这一问题,合作团队设计合成了基于苯并三噻吩的介孔共价有机框架材料,通过精准调控分子轨道空间分布,成功构筑了短程电荷转移态,实现了氧化与还原活性位点的空间耦合。课题组利用自主发展的光谱表征技术,从实验上系统验证了该材料的光生电荷分离与转移行为。研究发现,具有最强吸电子能力的BTT-BTDD共价有机框架展现出最优异的光催化性能:在可见光照射下,过氧化氢和N-苄叉苄胺的产率分别高达24.4和20.5 mmol g⁻¹ h⁻¹,选择性接近100%。即使在空气氛围下,该材料依然保持优异的催化活性,10次循环后活性未见明显衰减,展现了良好的稳定性。
该研究在分子尺度上揭示了共价有机框架的电子微环境与光催化氢循环性能之间的内在关联,首次通过调控HOMO-LUMO空间分布实现了氧化与还原反应在同一催化位点附近的高效协同。相关成果发表于《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 2026, DOI: 10.1021/jacs.6c07283)。
