由于H₂O₂具有易分解的特点，因此发展稳定的工业级电催化合成H₂O₂面临着非常大的困难和挑战。

有鉴于此，北京科技大学姜建壮、王康、中科院高能物理所刘云鹏等通过十六氟酞菁钴和1,2,4,5-四巯基苯作为原料，合成二噻（dithiine）作为连接基团的酞菁钴COF材料（CoPc-S-COF），在电催化制备H₂O₂的反应中表现优异的催化反应速率和选择性。

本文要点：

（1）

由于硫原子具有更大的原子半径以及C-S-C结构具有两对孤对电子，因此堆叠的过程中形成波浪起伏的层状结构。通过一系列实验表征和理论计算，说明CoPc-S-COF上的Co原子位点具有非常高的电子密度。

（2）

形成的起伏层状结构使得暴露更多的Co原子位点，增强COF的催化反应性能，硫原子的电子效应能够引发2e^- ORR反应，而且硫原子效应影响Co催化活性中心催化分解H₂O₂的副反应。因此，CoPc-S-COF在电催化制备H₂O₂的过程中表现优异的性能，产物中H₂O₂的选择性>95 %，在0.67 V过电势的电流密度达到125 mA cm^-2，在流动相电解槽测试时，能够进行稳定的20 h电催化合成浓度为0.48 wt %的H₂O₂，性能达到相关报道COF电催化合成H₂O₂的最好结果。

参考文献

Zhi, Q., Jiang, R., Yang, X. et al. Dithiine-linked metalphthalocyanine framework with undulated layers for highly efficient and stable H₂O₂ electroproduction. Nat Commun 15, 678 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-44899-8

https://www.nature.com/articles/s41467-024-44899-8