随着共价有机骨架（COFs）的成熟，缺乏获得晶体和厘米尺度均质COF薄膜的有效方法仍然是推进COFs在光电器件中的应用的重要瓶颈。

近日，马克斯·普朗克固态研究所Liang Yao，Bettina V. Lotsch合成了一种横向尺寸为∼200 nm、平均高度为35 nm的胶体COF纳米板，并将其用作太阳能析氢的光电阴极。

文章要点

1）制得的COF纳米板状胶体具有单峰粒径分布和出众的胶体稳定性，在保存10个月后不会出现团聚，并通过旋涂使COF纳米膜光滑、均匀和厚度可调。进一，研究人员制备了用于光电化学（PEC）太阳能-氢气转化的COF纳米薄膜光电极。

2）通过合理设计包括聚合物供体/COF异质结和空穴传输层在内的多组分光电极结构，减缓了COF中的电荷复合，导致了显著增加的光电流密度和非常正的PEC析氢起始电位（相对于可逆氢电极超过+1 V），在经典的半导体光电阴极中名列前茅。

这项工作为制备溶液处理的大规模COF纳米薄膜和异质结结构及其在太阳能转换器件中的应用铺平了道路。

参考文献

Liang Yao, et al, Covalent Organic Framework Nanoplates Enable Solution-Processed Crystalline Nanofilms for Photoelectrochemical Hydrogen Evolution, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c01433

https://doi.org/10.1021/jacs.2c01433