COF具有可調控的結構和組成，因此常用于ORR制備H2O2。但是COF作為電催化劑通常需要精確的結構調控，比如雜原子/金屬摻雜，調節ORR反應的路徑。
有鑒于此，四川大學/成都理工大學彭強教授、成都理工大學張文靜研究員等報道設計一種四苯基-p-對苯二胺COF電催化劑，記作TPDA-BDA，在電催化ORR反應中表現優異的2e- ORR選擇性，H2O2的選擇性達到89.7 %，法拉第效率達到86.7 %，性能比目前報道COF電催化合成H2O2的性能更好。
本文要點：
（1）
理論計算和實驗結果表明，當聯吡啶變成聯苯，ORR反應的決速步驟（O2還原為OOH*）能壘顯著降低，并且ORR反應從4e- ORR變成2e- ORR。
（2）
TPDA-BDA COF的供體-受體結構和較窄的能帶結構增強導電性和還原性能，因此加快催化反應活性。在50 h的長時間穩定性測試過程中，生成H2O2的選擇性一直保持在85 %以上。
這項研究工作展示了COF電催化劑的結構-性能關系，為理性設計高性能的2e- ORR COF電催化劑用于高效率選擇性制備H2O2提供可能。
參考文獻
Jiayi Liu, Wenjing Zhang, Jin Shen, Liang Feng, Yao Yao, Qiang Peng, Rational Design Two- or Four-Electron Reaction Pathway Covalent Organic Frameworks for Efficient and Selective Electrocatalytic Hydrogen Peroxide Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202424720
