基于三(三唑)三嗪的二维共价有机框架高效光诱导分子氧活化研究

这篇研究报道了两种新型三(三唑)三嗪基共价有机框架(COFs)的合成，通过电子给体-受体(D-A)骨架设计显著提升可见光捕获能力与电荷分离效率，实现了分子氧(O2)的高效光活化，在四氢喹啉类化合物和过氧化氢(H2O2)的光合成中展现出优异性能，为无金属光催化剂开发提供了新思路。

　　

Highlight

分子氧是地球储量丰富、成本低廉的氧化剂，但由于自旋禁阻效应，其在温和条件下难以直接氧化大多数有机物。光诱导分子氧活化可产生超氧自由基(O₂^•?)、过氧化氢(H₂O₂)、羟基自由基(•OH)和单线态氧(¹O₂)等高活性氧物种(ROS)，这些中间体在光催化氧化还原反应中起着关键作用。

Synthesis of COF-JLUs

COF-JLUs采用溶剂热法合成：将TTT-TBD（25.56 mg）与PTz-TA（23.61 mg）加入派热克斯管，加入邻二氯苯(o-DCB)和正丁醇(n-BuOH)混合溶剂，超声处理5分钟后加入乙酸催化剂，经三次真空脱气后密封，120°C反应3天得到红棕色微晶固体。

Synthesis of COFs

通过4,4',4''-(三[1,2,4]三唑并[1,3,5]三嗪)三苯甲醛(TTT-TBD)与吩噻嗪(PTz-TA)或吩噁嗪(PXz-TA)三胺的希夫碱缩合反应，成功构建了两种新型结晶多孔COFs。

Conclusions

我们构建了基于吩噻嗪/吩噁嗪（电子给体）和三唑并三嗪（电子受体）的新型D-A型COFs。相较于同构的COF-JLU62，COF-JLU61展现出更强的电荷分离迁移能力、更低的激子结合能和更小的有效电子质量，从而显著提升光诱导O₂活化效率，在可见光驱动反应中表现卓越。