共价有机骨架（COFs）是一种潜在的人工光合作用光催化剂，但人们在光催化析氢（PHE）方面的研究较少。同时, COFs由于其结晶性、可调谐性和孔隙率等优点而备受关注，但其表观量子效率（AQE）较低，而对原子结构与性能的相关性研究甚少。为此, 中山大学余丁山教授课题组近日在国际知名期刊Advanced Materials上发表了题为“Alkene‐Linked Covalent Organic Frameworks Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution by Efficient Charge Separation and Transfer in the Presence of Sacrificial Electron Donors”的研究文章, Chunshao Mo是本文的第一作者。本文以三苯结和苯基连接物为概念证明，构造了三种不同连接结构的COFs，实现了COFs平台的可调，并探讨了连接化学对PHE的影响。氰基取代的烯烃连接的COF（COF-烯烃）在可见光照射下产生稳定的2330μmol h-1 g-1 PHE速率，远优于亚胺和酰亚胺连接的对应物（<40μmol h-1 g-1）。而且，COF-烯烃在420纳米处的AQE达到6.7%。结合飞秒瞬态吸收光谱和理论计算，揭示了氰基取代烯烃键在牺牲电子供体存在下对高效电荷分离和转移的关键作用，这是获得优异PHE性能的决定性关键。这种烯键还可以扩展到设计一系列高性能的高分子光催化剂，突出了高效PHE的普遍设计思路。
图一:材料结构模拟、PXRD图像和SEM图像。a) Chemical structure of three COFs with different linkages.b–d) Simulated crystal structure of many layers of COF–alkene, COF–imide, and COF–imine, respectively.PXRD patterns of e) COF–alkene, f) COF–imide, and g) COF–imine.SEM images of h) COF–alkene, i) COF–imide, and j) COF–imine, respectively. 文章链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201902988 导师简介: 余丁山，中山大学教授，博士生导师从事低维碳材料及聚合物基功能复合材料的可控制备、改性并开发其在光电器件和能源器件（包括太阳能电池、超级电容器、燃料电池、金属空气电池）中的应用；研究电子/离子传输、光电转换、电化学性质等对能量存储与转换器件性能的影响。至今在Nature Nanotech、Chem Soc Rev、J Am Chem Soc、Angew Chem Int Ed、Adv Mater、Adv Funct Mater、ACS Nano等学术期刊上发表论文50余篇，其中SCI引用共2500余次，单篇论文最高引用超过400次，9篇论文引用次数超过100，9篇论文被选为 ESI高被引论文。资源链接: https://baike.baidu.com/item/余丁山/19701295?fr=aladdin
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