综述机制！北工大/清华联手，新发AM！

研究概述

过氧化氢（H2O2）是一种环境友好的试剂，有机半导体（OSCs）由于其明确的分子结构、强烈的供体-受体相互作用和有效的电荷分离，是合成H2O2的理想光催化剂。

2025年3月18日，北京工业大学魏振、邓积光，清华大学朱永法在国际知名期刊Advanced Materials上发表了题为《Functional Groups-Regulated Organic Semiconductors for Efficient Artificial Photosynthesis of Hydrogen Peroxide》的综述论文。

在本文中，作者总结了调控有机太阳能电池（OSCs）光催化性能的官能团修饰机制，强调了官能团结构与催化性能之间的关系。

例如，电子调节基团如氰基和卤素诱导分子偶极，促进光生电子的迁移来提升光催化性能。氟原子由于其高电负性，优化了带结构并延长了载流子寿命来提升光催化性能。π共轭扩展基团如蒽醌和噻吩，扩大了共轭效应、提高了可见光捕获能力，并通过氧化还原循环稳定中间体来提高光催化性能。

羟基通过增强了表面亲水性和促进了H2O的活化来提高光催化性能，而亚胺键质子化调整了电荷分布来提高选择性和循环稳定性。多活性位点功能团（如磺酸和酰胺基团）可以加快反应动力学并抑制H2O2的分解。

官能团通过电子结构调控、中间吸附优化和质子-电子转移、增强光吸收、电荷分离和表面反应。未来的工作应该整合机器学习来识别最佳的功能团组合，并开发绿色功能化策略，以高效合成H2O2光催化剂。

图文解读

图1：AQ氧化过程示意图及光催化H2O2生产领域近期的出版物及引用情况

图2：光催化生产H2O2示意图

图3：具有多种官能团的有机半导体光催化剂

文献信息

Functional Groups-Regulated Organic Semiconductors for Efficient Artificial Photosynthesis of Hydrogen Peroxide, Adv. Mater., (2025), https://doi.org/10.1002/adma.202501494.

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