半导体光催化制备过氧化氢（H₂O₂）具有绿色、环保和节能的优点，所以引起了人们越来越多的关注。作为一类重要的聚合物半导体光催化剂，共价有机框架（COFs）具有高度的结构可调性、丰富的活性位点和多孔性等特点，被广泛认为是一类良好的可用于H₂O₂光合成的催化剂平台。然而，大多数COFs光催化剂的电荷产生和分离过程仍然不理想；并且由于其Frenkel激子结合能较高，激子复合往往迅速发生，限制了它们在光催化制备H₂O₂领域的应用。

近日，福州大学陈雄研究员和东华大学江一研究员合作报道了一种“COF骨架上锚定乙烯基”的策略，该策略能够通过增强COF层间作用和层内共轭效应，以促进电荷分离和迁移，从而大大改善光催化制备H₂O₂的活性。该COF（即DVA-COF）光催化剂的H₂O₂产生速率为84.5 µmol h⁻¹（10 mg催化剂）。与具有相同骨架但不含乙烯基官能团的COF光催化剂（即PDA-COF）相比，DVA-COF催化制备H₂O₂的活性提升了十倍，并优于大多数已报道的COFs光催化剂。

研究者们通过变温荧光研究了材料的激子解离行为。乙烯基锚定的DVA-COF具有更低的激子结合能，这意味着材料中光生激子相对容易解离成自由电子和空穴，有利于氧化还原反应的发生。

当使用DVA-COF光催化制备H₂O₂，在其原位红外谱图中观察到了通过直接两电子氧还原反应（ORR）所生成的过氧化物中间体。该中间体有利于光催化H₂O₂的生成，而在不含乙烯基的PDA-COF光催化产H₂O₂过程中没有检测到此中间体的生成。

此外，对两种COFs光催化剂进行的密度泛函理论（DFT）模拟计算结果表明，乙烯基的引入改变了反应的最优吸附位点，降低了光催化制备H₂O₂的能量势垒，有利于光催化反应的快速发生，从而提高了光催化制备H₂O₂的速率。该工作为发展新型、高效制备H₂O₂用光催化剂提供了一种新策略。