华南师大兰亚乾教授课题组 Angew：氧化还原分子结共价有机框架用于全反应光合成过氧化氢
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过氧化氢( H 2 O 2 )是一种多功能氧化剂，由于其温和环保的性质，可作为环境友好的消毒剂灭活致病微生物或污染物(如有机氯农药、氰化物、酚类和抗生素等)。目前全球对 H 2 O 2 的需求正在快速增长， 在过去的几年里， H 2 O2 在 2015 年的产量达到 550 万吨，到 2022 年将增加到 650 万吨，但仍有巨大的生产缺口需要填补。 蒽醌( AQ )氧化法是目前工业生产 H 2 O 2 的主要方法，全球约 95% 的 H 2 O 2 是由该方法生产的。然而，这种方法涉及昂贵的钯基催化剂和复杂的反应(催化剂加氢和氧化过程)，还需要大量的有机制剂，产生有毒的副产品。 因此，开发高效、经济、环保的 H 2 O 2 生产替代方法具有十分重要的意义 。 全反应 H 2 O 2 光合成体系只需要地球上丰富的水和氧气作为原料，利用光激活光催化剂，从而驱动氧化还原反应。光合成 H 2 O 2 主要包括两种反应路径：水氧化与氧还原。最高效节能的方式则是实现 H 2 O 2 的全反应光合作用，即在不使用牺牲剂的情况下，通过水氧化和氧还原同时生产 H 2 O 2 ，从而最大限度地利用能量。为此，光催化剂的设计除了满足光氧化还原性能的基本要求外，还需要具备例如，宽的光吸收区域、合适的能带结构和可以有效利用光生电子、空穴等特点。 共价有机骨架( COFs )通过强共价键连接，具有清晰的晶态结构、高化学稳定性和孔隙率高等优点， 在全反应 H 2 O 2 光合成领域具有潜在的应用前景
作者简介
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兰亚乾教授课题组自 2012 年底成立以来，主要以团簇化学和配位化学为研究导向，设计合成结构新颖且稳定的晶态材料用于光、电、化学能等相关清洁能源领域的转化与应用。研究内容涉及多酸（ POMs ）、金属有机团簇（ MOCs ）、金属有机框架（ MOFs ）以及共价有机骨架材料（ COFs ）的合成与应用。目前，课题组已在光电催化领域包括水裂解反应， CO 2 还原、氧还原反应（ ORR ）以及质子导电和固态电解质材料方面等取得一系列重要进展。相关研究在 Nat. Commun. 、 J. Am. Chem. Soc. 、 Angew. Chem. Int. Ed. 、 Adv. Mater. 、 Matter 、 Chem 、 Chem. Soc. Rev. 等国际知名期刊上发表论文 200 余篇。团队目前有导师 6 名，博士后 15 名，博士 14 名，硕士 42 名。课题组网站： http://www.yqlangroup.com
原文链接
https://doi.org/10.1002/anie.202218868
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