传统蒽醌法生产过氧化氢（H2O2）因高能耗和环境污染问题备受关注，亟需寻找更高效、环保的替代方法。近期，顾培洋教授团队和路建美教授团队合作在人工光合作用生产H2O2领域取得重要进展，开发出一种新型D-π-A型共轭多孔聚合物光催化剂，显著提升了H2O2的生成效率，为可持续能源转换和环境保护提供了新思路。
通过在D-π-A型共轭多孔聚合物中引入光敏剂和蒽醌基团，成功实现了对可见光的高效吸收以及光生载流子的有效分离。这一创新设计不仅提升了催化剂的光响应性能，还显著增强了H2O2的生成效率。实验结果显示，该催化剂在可见光照射下，H2O2的生成效率达到了3.0 mmol g-1 h-1，在苯甲醇-水体系中融合了苯甲醛介导的自催化特性后，促进了•OOH的关键物种的大量积累，从而进一步提升了H2O2的生成效率达到惊人的140.4 mmol g-1 h-1，浓度达到35.1 mmol L-1，同时实现了49%的高量子产率。H2O2的生成效率提升得益于自催化机制与光催化过程协同作用，这一成果不仅展示了人工光合作用在H2O2生产中的巨大潜力，也为高效、可持续的工业生产提供了新的解决方案。相关成果以“Develop Complex Photocatalytic System of D-π-A-type Conjugated Porous Polymers and Benzyl Alcohol Mediated Autocatalysis for Practical Artificial Photosynthesis of H2O2”为题发表在国际权威期刊《Angewandte Chemie International Edition》上（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202425017）。
图1 共轭多孔聚合物光催化剂示意图
此外，顾培洋课题组在聚合物催化剂的设计合成及性能研究方面成果丰富，发表知名SCI期刊杂志100余篇，近三年代表性工作包括：Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202425017；Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202508436；Angew. Chem. Int. Ed.2025, e202503792; Adv. Funct. Mater., 2025, 35, 2419010；Adv. Funct. Mater., 2025, 35, 2415244; Adv. Funct. Mater.2025, 2425137; Chem, Sci.2025, DOI: 10.1039/D4SC06603K; Chem. Eng. Sci.2025, 304, 120954; Chem. Sci., 2024, 15, 13351; Angew. Chem. Int. Ed.2023, 62, e202303789; Coord. Chem. Rev.,2023, 482, 215074等。
