有机超分子在光催化过氧化氢（H₂O₂）生产中具有巨大应用前景，然而，分子内电荷分离效率的限制仍然是一个巨大挑战。近日，江南大学董玉明设计了一种新型的受体-供体-受体（A–D–A）型萘二酰亚胺超分子（SA-NDI），以克服有机超分子中的基本问题。

本文要点：

1) 超分子由一个富电子核（萘二酰亚胺）和两个贫电子单元（氨基吡啶）组成，并且具有较强的分子内电荷转移能力。同时，SA-NDI具有更强的内部电场，是D–A型超分子的2.83倍。A–D–A型SA-NDI可以有效加速电荷分离，使分子内电子快速迁移到受体，并进行双电子氧还原反应。

2) SA-NDI超分子具有优异的H₂O₂合成性能（13.7mM）和120小时以上的稳定循环寿命。同时，在模拟太阳照射下，催化剂具有1.03%的太阳能-化学转化效率。该工作为设计具有高效分子内电荷转移单体的有机超分子提供了一个新思路。

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Rong Ji et.al Novel A–D–A Type Naphthalenediimide Supramolecule for H₂O₂ Photosynthesis with Solar-to-Chemical Conversion 1.03% Adv. Energy Mater. 2024

DOI: 10.1002/aenm.202401437

https://doi.org/10.1002/aenm.202401437