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新聞網(wǎng)訊 近日，材料科學(xué)與工程學(xué)院2023級(jí)碩士研究生劉國超同學(xué)在電催化領(lǐng)域取得了學(xué)術(shù)成果,，圍繞共價(jià)有機(jī)框架中的寡醚鏈工程探究氧還原反應(yīng)活性及其傳輸路徑,，在Angewandte Chemie期刊發(fā)表了題為“Oligoether Chain Engineering in Covalent Organic Frameworks: Enhancing Transport Pathways and Oxygen Reduction Activity for Efficient Electrocatalytic Hydrogen Peroxide Production”的論文，并且該論文被遴選為Hot Paper,。劉國超同學(xué)為以上論文的第一作者,，李道浩教授，龍曉靜教授以及吉林大學(xué)方千榮教授為通訊作者,。

過氧化氫（H₂O₂）是一種多用途的清潔化學(xué)品,，在化學(xué)合成、水處理,、造紙和能源儲(chǔ)存等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。傳統(tǒng)生產(chǎn)依賴于蒽醌氧化還原法和貴金屬催化劑,，存在成本高,、能耗高、環(huán)境污染等問題,。電催化氧還原反應(yīng)（ORR）二電子（2e^?）途徑合成H₂O₂因其低能耗,、溫和的條件和環(huán)保性而成為一種理想的替代品。其中,，非金屬碳基電催化劑,，由于較低的成本和電化學(xué)穩(wěn)定性，而被認(rèn)為是商業(yè)貴金屬基電催化劑的有前景的替代品,。共價(jià)有機(jī)框架（COF）材料具有可定制的功能構(gòu)建塊,、高化學(xué)穩(wěn)定性和孔隙率以及活性位點(diǎn)可調(diào)節(jié)的電子環(huán)境，這賦予了它們ORR電催化活性,。因此,，有必要構(gòu)建具有高效活性位點(diǎn)、高親水性和自組裝傳輸通道的COF材料實(shí)現(xiàn)高效的H₂O₂生產(chǎn),。

基于這一科學(xué)問題,，團(tuán)隊(duì)實(shí)施了一種創(chuàng)新的寡醚鏈工程策略，旨在構(gòu)建具有高效傳輸效率、快速反應(yīng)動(dòng)力學(xué)以及高反應(yīng)活性的非金屬COF基電催化劑,，用于ORR合成H₂O₂,。具體通過將不同長度的寡醚鏈段嵌入COF中，成功開發(fā)出三種具有高親水性的新型電催化劑,。寡醚鏈工程可以有效的調(diào)節(jié)COF孔道的親水能力,，ORR動(dòng)力學(xué)特征以及框架內(nèi)的電子環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的二電子氧還原電催化性能,。