单线态氧(1O2)是一种优异的活性氧(ROS),可用于有机物的选择性转化,特别是在高级氧化过程(AOP)中。然而,由于合成单中心型催化剂的巨大困境,AOPs中1O2生成的控制和调节仍然具有挑战性,并且其基本机制仍然不清楚。
在这里,广东工业大学Bin Han利用共价有机框架(COF)明确且灵活可调的位点,报道了通过COF位点工程精确调节基于过一硫酸盐(PMS)的AOP中ROS生成的第一个成果。
文章要点
1)值得注意的是,具有联吡啶单元的COF(BPY-COF)通过100% 1O2的非自由基途径促进PMS激活,而具有几乎相同结构的联苯基COF(BPD-COF)则激活PMS产生自由基(•OH和SO4•-)。
2)BPY-COFs/PMS系统提供了选择性降解水中目标污染物的增强性能,大约是。是BPD-COFs同类产品的9.4倍,超过了大多数报道的基于PMS的AOPs系统。
3)机理分析表明,BPY-COFs上的高负电性吡啶-N原子提供了额外的位点来吸附PMS的末端H原子,导致PMS的O和H原子同时吸附在一个吡啶环上,从而有利于其S-O键的断裂产生1O2。
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Zonglin Weng, et al, Site Engineering of Covalent Organic Frameworks for Regulating Peroxymonosulfate Activation to Generate Singlet Oxygen with 100% Selectivity, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202310934
DOI: 10.1002/anie.202310934
https://doi.org/10.1002/anie.202310934