共价有机框架的分子工程(COFs)提供了一种通过光诱导O2还原产生H2O2的传统蒽醌氧化的替代方法。尽管有潜力，但报道的光催化剂的质子迁移率有限、选择性低、电荷分离和利用不充分。
近日，中国科学院福建物质结构研究所王要兵研究员团队在《Angewandte Chemie International Edition》期刊发表了题为“Redox-Mediated TEMPO-based Donor-Acceptor Covalent Organic Framework for Efficient Photo-Induced Hydrogen Peroxide Generation”的研究论文。该团队通过一锅法策略，成功构建了一种基于TEMPO自由基的供体-受体（D-A）型共价有机框架材料，即TAPP-TPDA-TEMPO-COF（TT-T-COF），在可见光照射下实现了高效H2O2生产，产率高达10066 µmol g⁻¹ h⁻¹（水-苯甲醇两相体系），在20% BA中O2还原产生H2O2的速率为34000 μmol g-1h-1，为光催化H2O2合成提供了新思路。通过DFT计算和原位DRIFT光谱进行的机理研究表明O2在硝酰基自由基位点(N-O.)上的Yeager型吸附。TT-T-COF的高效光催化性能和稳定性归功于硝酰基自由基(N-O.)的参与，与TT-HT-COF和TT-COF相比，它增强了选择性O2吸附，建立了独特的电子密度分布，并促进了光生电荷载流子(电子-空穴)的分离。该研究为构建无金属、氧化还原介导的自由基基COFs提供了一个新的视角，可用于可持续的能量转换、储存和生物医学应用。
TT-T-COF材料合成与表征
相关成果发表于《Angewandte Chemie International Edition》。福建物构所陈君兰硕士为论文第一作者，林晶助理研究员、Rahul Anil Borse博士后和王要兵研究员为共同通讯作者。研究工作获得国家杰出青年科学基金、中国科学院前沿科学重点研究计划及福建光电信息科学与技术创新等项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202500924
（王要兵课题组供稿）
