随着化石燃料危机加剧，开发清洁、可持续的太阳能制氢技术成为全球焦点。传统无机半导体依赖贵金属且光响应范围窄，仅能利用不足5%的太阳光谱，极大限制了实际应用。近年来，共价有机框架（COFs）因其可调控的能级结构和稳定性备受关注，但现有材料仍面临激子解离困难、光吸收不足等问题，导致产氢效率难以突破。如何设计兼具高稳定性、宽光谱响应和高效电荷分离的光催化剂，成为该领域亟待攻克的核心挑战。

吉林大学刘晓明教授团队在《德国应用化学》发表最新成果，首次通过Knoevenagel缩聚法合成两个全共轭苯并双噁唑桥联COFs（COF-JLU44和COF-JLU45）。其中，COF-JLU45以芘单元为电子供体、苯并双噁唑为电子受体，构建强供体-受体结构，展现出优异的光催化性能：在可见光下，其产氢速率高达272.5 mmol g⁻¹ h⁻¹，表观量子效率达12.9%（600 nm单色波长），并具备优异循环稳定性。通过光谱分析和理论模拟，揭示了材料宽光谱吸收、低激子结合能及高效电荷分离的机制。该发现为设计COF基光催化剂提供了新的灵感。

亮点速览：

✅ COF-JLU45产氢速率是g-C₃N₄的1549倍，比商用P25高586倍。

✅ COF-JLU45在600 nm红光下仍保持12.9%量子效率，提升太阳能利用率。

✅ 耐酸、耐碱、耐光解，COF-JLU45循环12次性能无衰减，贴近应用需求。

✅ 从分子层面精准调控材料结构，为高性能光催化材料设计提供灵感。

Fully Conjugated Benzobisoxazole-Bridged Covalent Organic Frameworks for Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution

Dr. Si Ma, Dr. Zhongping Li, Yuxin Hou, Jiali Li, Zhenwei Zhang, Prof. Dr. Tianqi Deng, Prof. Dr. Gang Wu, Prof. Dr. Rui Wang, Prof. Dr. Shuo-wang Yang, Prof. Dr. Xiaoming Liu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202501869