近日，大連化物所生物能源研究部生物能源化學品研究組(DNL0603組)周旭凱研究員等在共價有機框架材料(COFs)研究方面取得新進展，提出通過單線態氧(1O2)參與的COFs光誘導Achmatowicz重排反應，實現生物質增值，以及高效協同生產過氧化氫(H2O2)的新策略。
 

　　科研人員通過調控聚酰亞胺基COFs的氮含量，構建了1O2的高效生成平臺。研究發現，降低氮含量可以顯著提高1O2產率：在糠醇(FFA)體系中，H2O2通過Achmatowicz重排路徑生成，H2O2生成速率為4549μmol·g-1·h-1，該速率是純水氧化還原反應路徑的10倍。科研人員進一步利用機理研究揭示了該過程的反應途徑，單線態氧優先與FFA結合，繞過空穴氧化，引發罕見的Achmatowicz重排，生成H2O2。該反應可產生6-羥基-(2H)-吡喃酮(PN，66美元/g，Ambeed Inc.)，而不產生如2-呋喃甲酸(0.04美元/g，Ambeed Inc.)、糠醛(0.6美元/g，Alfa Aesar Inc.)等傳統氧化產物，反應產物價值提高了2至3個數量級，且可同時生產出H2O2，將高價值化學品生產與高效的H2O2生產相結合，為持續的光催化反應提供新策略。
 

　　相關研究成果以“Singlet-Oxygen-Driven Cooperative Photocatalytic Coupling of Biomass Valorization and Hydrogen Peroxide Production Using Covalent Organic Frameworks”為題，于近日發表在《德國應用化學》(Angewandte Chemie International Edition)上。該工作的第一作者是我所DNL0603組博士研究生薛強。相關工作得到了國家自然科學基金等項目的資助。(文/圖 周旭凱、薛強)