过氧化氢（H₂O₂）既是氧化剂又是还原剂，是一种重要的清洁化工资源，广泛应用于有机合成、消毒、食品工业、水处理、纸浆漂白等领域。此外，由于H₂O₂的水溶性，其储存和运输比H₂更方便、更安全，因此也是燃料电池能量载体中氢能（H₂）的一种很有前途的替代品。目前，工业上普遍采用蒽醌法生产H₂O₂，该方法具有能耗高、工业路线复杂、有毒副产物多等非绿色的特点。与蒽醌法相比，太阳能光催化法生产H₂O₂具有更高的能效、清洁和简单，被认为是最有前途的H₂O₂合成途径。

近日，山东大学黄柏标教授，刘媛媛教授报道了根据MOFs结构和功能的可调性，选择4-羧基苯基硼酸（CPBA）作为典型锆基MOF（UiO-66）中取代对苯二甲酸（PTA）的含硼有机配体。所制得的含硼MOF（UiO-66-B）表现出预期的光催化H₂O₂合成增强作用。UiO-66-B（314 μmolL^-1 h^-1）的H₂O₂析出速率是纯UiO-66（98 μmol L^-1 h^-1）的3.2倍。

文章要点

1）理论计算和实验结果都证明，B的引入通过以下几个方面对UiO-66合成H₂O₂起到重要的促进作用：i）增强O₂的吸附；ii）高选择性的质子耦合双电子转移；iii）更快的载流子分离和表面电荷转移；iv）更快的H₂O₂生成速度但更慢的分解速度。

本工作为设计具有出色H₂O₂合成效率的光催化剂提供了一种新的策略。

参考文献

Yujie Li, et al, Boron Containing Metal-Organic Framework for Highly Selective Photocatalytic Production of H₂O₂ by Promoting Two-Electron O₂ Reduction, Mater. Horiz., 2021

DOI: 10.1039/D1MH00869B

https://doi.org/10.1039/D1MH00869B