水氧化反应（WOR）的动力学缓慢，通常无法为氧还原反应（ORR）提供足够的质子，这最终限制了光催化合成H2O2的整体效率，尤其是在缺乏牺牲剂的情况下。
2025年3月31日，北京大学郭少军在国际知名期刊Advanced Materials上发表了题为《Proton Reservoir in Covalent Organic Framework Compensating Oxygen Reduction Reaction Enhances Hydrogen Peroxide Photosynthesis》的研究论文。
在此，研究团队报道了一类带有羟基（-OH）官能团的共价有机框架（COF），作为质子储存库以补偿ORR，从而显著提高H2O2光合成效率。
研究表明，将-OH引入TFBP-DHBD（TFBP：1,2,4,5-四（4-甲酰苯基）苯，DHBD：3,3′-二羟基联苯胺）COF中，其H2O2光合成活性比不含-OH的TFBP-BD（BD：联苯胺）COF高出3.3倍。
同位素标记实验和原位红外光谱分析表明，质子储存库可以为ORR提供质子，并随后从WOR中重新获得释放的质子。理论计算进一步证实，含-OH官能团的COF为形成*OOH中间体提供质子，并降低其能量势垒，从而促进H2O2的光合成。
另外，构建了一种新型Al2O3球基负载COF的流线型微反应器，能够在实现H2O2生成的同时，杀灭超过1.3×104 CFU mL-1的细菌，优于已报道的连续流光催化反应器。
图3：原位漫反射红外傅里叶变换光谱（DRIFTs）表征
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