傳統(tǒng)蒽醌法生產(chǎn)過氧化氫（H2O2）因高能耗和環(huán)境污染問題備受關(guān)注，亟需尋找更高效、環(huán)保的替代方法。近期，顧培洋教授團隊和路建美教授團隊合作在人工光合作用生產(chǎn)H2O2領(lǐng)域取得重要進展，開發(fā)出一種新型D-π-A型共軛多孔聚合物光催化劑，顯著提升了H2O2的生成效率，為可持續(xù)能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境保護提供了新思路。
通過在D-π-A型共軛多孔聚合物中引入光敏劑和蒽醌基團，成功實現(xiàn)了對可見光的高效吸收以及光生載流子的有效分離。這一創(chuàng)新設(shè)計不僅提升了催化劑的光響應(yīng)性能，還顯著增強了H2O2的生成效率。實驗結(jié)果顯示，該催化劑在可見光照射下，H2O2的生成效率達到了3.0 mmol g-1 h-1，在苯甲醇-水體系中融合了苯甲醛介導(dǎo)的自催化特性后，促進了?OOH的關(guān)鍵物種的大量積累，從而進一步提升了H2O2的生成效率達到驚人的140.4 mmol g-1 h-1，濃度達到35.1 mmol L-1，同時實現(xiàn)了49%的高量子產(chǎn)率。H2O2的生成效率提升得益于自催化機制與光催化過程協(xié)同作用，這一成果不僅展示了人工光合作用在H2O2生產(chǎn)中的巨大潛力，也為高效、可持續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)提供了新的解決方案。相關(guān)成果以“Develop Complex Photocatalytic System of D-π-A-type Conjugated Porous Polymers and Benzyl Alcohol Mediated Autocatalysis for Practical Artificial Photosynthesis of H2O2”為題發(fā)表在國際權(quán)威期刊《Angewandte Chemie International Edition》上（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202425017）。
圖1 共軛多孔聚合物光催化劑示意圖
此外，顧培洋課題組在聚合物催化劑的設(shè)計合成及性能研究方面成果豐富，發(fā)表知名SCI期刊雜志100余篇，近三年代表性工作包括：Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202425017；Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202508436；Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202503792; Adv. Funct. Mater., 2025, 35, 2419010；Adv. Funct. Mater., 2025, 35, 2415244; Adv. Funct. Mater.2025, 2425137; Chem, Sci.2025, DOI: 10.1039/D4SC06603K; Chem. Eng. Sci.2025, 304, 120954; Chem. Sci., 2024, 15, 13351; Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202303789; Coord. Chem. Rev.,2023, 482, 215074等。
