过氧化氢(H₂O₂)是一种重要的工业氧化剂。原则上，利用阳光以氧气和水为原料光催化合成H₂O₂可以为目前的蒽醌法提供一条更清洁的替代路线。近年来，共轭有机材料已被研究作为太阳能燃料合成的光催化剂，因为它们在很大的化学空间中具有合成可调性。

有鉴于此，利物浦大学Andrew I. Cooper和Xiaobo Li等人，使用高通量实验发现了一种线性共轭聚合物，聚（3-4-乙炔基苯基）乙炔基）吡啶（DE7），它能在可见光照明下高效地光催化H₂O和O₂生成H₂O₂，时间长达10小时左右。

本文要点

1）设计了60种候选材料的初始库，其中包括g-C₃N₄、TiO₂和已知的光催化共轭聚合物(P1、P7和P10)作为基准。然后，利用改进的高通量筛选平台，筛选具有不同功能的支链和线性共轭聚合物库，用于在空气中纯水(不添加牺牲供体)中生成H₂O₂。发现共轭聚合物聚（3-4-乙炔基苯基）乙炔基）吡啶 DE7 是一种高效的有机光催化剂，可在可见光照射下从 H₂O 和 O₂ 生产 H₂O₂，无需添加牺牲剂。

2）而且，DE7 在短反应时间内优于许多其他有机催化剂。 然而，DE7 也会在很短的辐照时间范围内分解，因此在此阶段无法实际应用。

3）在420 nm处的表观量子产率为8.7%。机理研究表明，H₂O₂是通过光诱导O₂逐步还原而产生的。然而，在较长的光解时间，该催化剂分解，表明需要关注有机光催化剂的光稳定性，以及初始催化生产速率。

参考文献：

Lunjie Liu, et al. Linear Conjugated Polymers for Solar-Driven Hydrogen Peroxide Production: The Importance of Catalyst Stability. J. Am. Chem. Soc., 2021.

DOI: 10.1021/jacs.1c09979

https://doi.org/10.1021/jacs.1c09979