近日，材料科学与工程学院刘友星副教授与合作者在《Angew. Chem. Int. Ed.》杂志发表了题为“Constructing Large-Area Oriented Covalent Organic Framework Based PN Heterostructure Films to Enhance Artificial Photosynthesis of H2O2”的研究论文。该研究发展了一种单分子层MoS2诱导有序共价有机框架（COFs）分子自组装策略，提高了光生载流子分离驱动力和光合成过氧化氢性能。
共价有机框架（COFs）分子具有分子可设计、化学和结构稳定、高比表面积、能带可调等诸多优势，在光合成过氧化氢（H2O2）领域展现出巨大应用潜力。但是，光生载流子复合极大的限制了COFs光合成H2O2性能。构建有序COFs异质薄膜可提高光生载流子分离驱动力和缩短体相激子迁移到表面距离，进而提高光生载流子效率和光催化性能，但是，实现COFs分子精准有序自组装仍然存在一定挑战。本工作发展了单分子MoS2诱导COFs分子自组装策略，构建了超薄有序COFs异质薄膜。相比于无序COFs薄膜，单分子MoS2诱导的有序COFs薄膜内建电场提高了3倍，促进了光生载流子分离效率和光合成H2O2性能。在模拟太阳条件下，制备的有序COFs异质薄膜光合成H2O2质量活性为8154 μmol·g–1·h–1，相比于无序COFs薄膜和粉末催化剂，分别提高了2.5倍和4倍。
本论文第一作者为刘明辉博士和徐亚超博士，北京化工大学材料科学与工程学院刘友星副教授为论文的共同通讯作者。本研究工作得到了国家自然科学基金等项目资助。
文章信息：Minghui Liu, Yachao Xu, Youxing Liu*, Shengcong Shang, Wenqiang Gao, Xinyu Wang, Jiaxin Hong, Helin Xu, Chunyu Hua, Zewen You, Zhixia Zhou, Shaojun Guo*, Yunqi Liu, Jianyi Chen*. Constructing Large-Area Oriented Covalent Organic Framework Based PN Heterostructure Films to Enhance Artificial Photosynthesis of H2O2. Angew. Chem. Int. Ed.. 2025, e202505491.
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202505491
