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余承忠/孔愛國/韋廣豐AFM：首次報道！Furan-BILP膜高效光合成H2O2

在水溶液中光催化O₂轉化為過氧化氫（H₂O₂），經常受到犧牲劑的使用、粉狀光催化劑、溶液和污染物的分離以及光催化劑活性低的挑戰。

基于此，華東師范大學余承忠教授和孔愛國副教授、同濟大學韋廣豐副教授等人首次報道了一種以O-C-C=N鍵合的含有O-和N-雜環的共價呋喃-苯并咪唑聚合物（Furan-BILP）膜作為光催化劑，在純水中高效捕獲干凈的H₂O₂。所得Furan-BILP膜在純水中H₂O₂的產率高達2200 μmol g^?1 h^?1，可直接作為產物輸送干凈的H₂O₂溶液。

Furan-BILP在光催化2e-ORR過程中，O₂分子的活化是H₂O₂形成的關鍵步驟，因此第一次電子轉移到O₂（O₂ + H⁺ + e^? → OOH，產生吸附的OOH*）用于評估Furan-BILP對2e-ORR的可能反應位點的活性。基于DFT計算，Furan-BILP不同位點上OOH*的自由能。在呋喃環上的鍵C原子上形成OOH*的自由能，低于在其他位點上形成OOH的自由能。

在Furan-BILP上形成OOH*的最低自由能在0 V時為0.22 eV，因為當OOH*的O原子與Furan O原子旁邊的碳原子鍵合時，OOH的H原子與苯并咪唑環中C=N鍵的氮原子形成氫鍵。據推測，Furan-BILP中的雙雜環結構有利于OOH*與中間六元環結構的穩定，最終有利于H₂O₂的產生。

Covalent Furan-Benzimidazole-Linked Polymer Hollow Fiber Membrane for Clean and Efficient Photosynthesis of Hydrogen Peroxide. Adv. Funct. Mater., 2023, DOI:10.1002/adfm.202300714.

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