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大連理工大學王忠剛教授等通過精確設計吡啶的位置和數目，設計了多吡啶陽離子的COFs。合成了三個三吡啶（terpyridine）和四吡啶（quarterpyridine）構成的三醛，隨后將其作為單體與三甲基吡啶溴聚合，生成含乙烯的iTPy-COF、iTPPy-COF、iQPPy-COF。

本文要點：

（1）

構筑的供體-受體陽離子COF具有優異的可見光催化制備H₂O₂活性，能夠通過ORR（氧還原）和WOR（水還原）兩條路徑合成H₂O₂。在純水和O₂氣氛，iTPPy-COF在1 h反應過程中生成H₂O₂的速率達到7955 μmol g^-1 h^-1，甚至在空氣氣氛中生成H₂O₂的產量仍達到6249 μmol g^-1 h^-1。

此外，研究發現調節分子的邊臂長度、調節COF骨架結構之中的吡啶/苯環比例，能夠顯著影響光催化活性。

（2）

通過理論計算以及測試各種光學物理化學參數（包括熒光手性、光電流、電子傳輸阻抗），研究結構-性能之間的關系。為開發含有多吡啶的陽離子COF材料用于高效率光催化合成H₂O₂提供幫助。

參考文獻

Jun Zhang, Fei Xue, Zhonggang Wang, Terpyridine- and Quarterpyridine-Based Cationic Covalent Organic Frameworks for Visible-Light-Catalytic H₂O₂ Synthesis, Angew. Chem. Int. Ed. 2025

DOI: 10.1002/anie.202425617

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202425617