近日，我院赵艳明老师与中国石油大学（北京）彭云雷教授等合作，在Journal of the American Chemical Society上发表题为“Linkage-Engineered Fabrication of a Robust 1,6-Anthrazoline-Linked Covalent Organic Framework with Significantly Promoted Exciton Dissociation for Superior Photocatalysis”的研究论文，报道了连接键工程策略构筑蒽唑啉连接共价有机框架（COF）光催化剂的最新成果。

光催化分解水制氢是有机半导体在太阳能燃料领域的重要应用方向。然而，COFs作为低介电聚合物，其光生激子束缚能较高，难以有效解离为自由载流子，这一本征限制已成为制约光催化效率的关键瓶颈。尽管持续拓展COFs体系仍具重要意义，但该领域的研究范式正由“追求结构新颖”转向“功能驱动设计”，如何将成熟合成策略转化为兼具优异性能与可调控性的功能材料，成为亟待解决的课题。

针对上述问题，研究团队遵循“理性设计目标结构→成熟方法制备”的思路，以简单易得的常见单体为原料，通过“亚胺缩合→Povarov反应关环锁定→原位质子化”的两步后合成修饰路线，构筑了一类结构新颖、易于功能化的1,6-蒽唑啉连接COFs（TP-PACOFs）。该材料兼具全共轭阳离子骨架、高平面性、可调控的给体–受体特性与良好结晶性，有效突破了合成可及性、光吸收、激子结合强度、润湿性与稳定性之间的多重“权衡”瓶颈。其中，氰基功能化衍生物TP-PACOF-CN的可见光产氢速率高达307.8 mmol g−1 h−1；420 nm处表观量子产率（AQY）达到31.6%，在650 nm和700 nm长波长激发下仍分别保持8.6%和1.9%的活性。研究结合变温荧光光谱、UPS/LEIPS、介电谱与飞秒瞬态吸收光谱，构建了完整的激子物理证据链，明确将性能优势归因于显著降低的激子结合能与高效的激子解离过程。

本工作为有机半导体中的激子调控提供了新思路，展示了结构精准工程化的COFs在高效太阳能燃料制备中的潜力。该研究得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的支持。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c11880