2024年4月2日，国际化学领域顶级学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》报道了我校化学与材料科学学院赵晓佳副教授课题组发表的题为“Pyridine-based Covalent Organic Frameworks with Pyridyl-Imine Structures for Boosting Photocatalytic H2O2 Production via One-Step 2e- Oxygen Reduction”的研究成果。

过氧化氢（H2O2）是一种广泛应用于废水处理、消毒以及化工产业的环保型氧化剂。传统的过氧化氢生产方法存在能耗高、有毒副产品等问题。光催化产H2O2技术以其高效、绿色可持续的特点备受关注，设计构筑新型高效光催化剂是光催化技术发展的关键。共价有机框架（COFs）因其独特的结构特点，在光催化生成H2O2方面表现出巨大的应用潜力。然而，COFs材料中的亚胺氮将H2O2产生路径从高效的一步两电子（2e-）氧还原反应（ORR）改变为两步2e-反应，大大降低了光催化反应效率。

赵晓佳副教授课题组通过在亚胺基COFs骨架中引入3,3'-联吡啶结构单元，形成两个氮原子相邻的吡啶-亚胺结构。这种独特的类联吡啶结构可以有效地抑制单亚胺氮位点发生的两步2e- ORR，从而促进更高效的一步2e-反应。结果表明，构建的吡啶-亚胺COF光催化剂（PyIm-COF）在H2O2的生成速率上可达5850 μmol h-1 g-1，明显优于传统的联吡啶COFs光催化剂。这一成果为合理设计功能化COFs材料进而提高光催化H2O2产量提供了重要的参考依据。

该研究得到了国家自然科学基金项目、河北省自然科学基金项目以及河北省教育厅项目的资助。河北师范大学赵晓佳副教授为独立通讯作者，河北师范大学2021级硕士生武伟健为论文第一作者。

《Angewandte Chemie International Edition》创刊于1887年，作为化学领域的顶级学术期刊之一，在国际化学领域具有很高的学术影响力。最新影响因子16.6，属于中科院一区top期刊。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202404563

（来源：科技处、化学与材料科学学院；编辑：网络新闻编辑部）