9月13日消息，据Phys.org报道，中国科学院宁波材料技术与工程研究所（NIMTE）联合中科院理化技术研究所的研究团队开发出一种香豆素连接的共价有机框架（COF），实现了高效光催化分解水制氢，成果发表于 Nature Synthesis。

光催化分解水是将太阳能转化为氢能的可行路径，但有机光催化剂普遍受制于光生电子-空穴的快速复合。COF 是由有机分子经强共价键连接而成的晶态多孔聚合物，结构可定制，是光催化的理想载体。然而在传统共轭 COF 中，柔性连接键会发生面外旋转，破坏π共轭并加剧能量耗散。

研究团队通过一锅缩聚策略，将刚性平面香豆素连接键引入全共轭 COF。与常规亚胺键、乙烯基键相比，香豆素键构象刚性显著更高，可促进π电子离域并抑制结构涨落。实验结果：香豆素连接 COF 的电荷分离态寿命比亚胺连接对照物延长约1000倍；以铂纳米颗粒为助催化剂后，光生电子约在407皮秒内从 COF 转移至铂，驱动质子还原产氢。

性能数据方面，该材料在440 nm光照下产氢速率达531 mmol g⁻¹ h⁻¹，405 nm处表观量子效率37.95%；在大于420 nm的可见光下仍保持166 mmol g⁻¹ h⁻¹的速率，显示出面向实际太阳能制氢的潜力。通讯作者张涛教授表示，这项工作提供了通过连接键工程调控共轭 COF 电荷动力学的简便有效策略，为设计高性能有机光催化剂指明了方向。 （来源：Phys.org）