科学家们强调了一类新型材料将阳光转化为燃料的潜力

光催化剂从光中吸收能量以发生化学反应。最著名的光催化剂可能是叶绿素，这是植物中的一种绿色色素，有助于将阳光转化为碳水化合物。虽然碳水化合物可能不再受欢迎，但光催化比以往任何时候都受到更多关注。在光催化过程中，光落在光催化剂上，增加其电子的能量并导致它们破坏它们的键并在催化剂中自由移动。这些“激发”的电子然后与化学反应的原材料反应以产生所需的产品。替代能源研究领域的重中之重是使用光催化剂将太阳能转化为燃料，这一过程被称为“太阳能到燃料的生产”。

在Coordination Chemistry Reviews 上发表的一篇文章中, 中国南京林业大学夏昌雷博士;美国西北大学Kent Kirlikovali博士;来自越南 Duy Tan 大学的 Thi Hong Chuong Nguyen 博士、Xuan Cuong Nguyen 博士、Quoc Ba Tran 博士和 Chinh Chien Nguyen 博士;越南岘港大学的 Minh Khoa Duong 博士和 Minh Tuan Nguyen Dinh 博士;越南同德胜大学Dang Le Tri Nguyen博士;Sholini大学的Pardeep Singh博士和Pankaj Raizada博士;越南平阳大学的Van-Huy Nguyen博士;韩国高丽大学的Soo Young Kim博士和Quyet Van Le博士;来自帕特利普特拉大学的 Laxman Singh 博士;和韩国首尔国立大学的 Mohammadreza Shokouhimer 博士强调了共价有机框架 (COF) 的潜力，这是一种新型吸光材料，

正如 Pardeep Singh 博士解释的那样，“太阳能已被成功地用于发电，但我们还不能有效地利用太阳能制造液体燃料。这些太阳能燃料，如氢，可能是可持续、可储存和便携式能源的丰富供应。”

COFs 的特殊之处在于它们能够提高催化能力并在其结构中添加称为“官能团”的特殊取代分子，从而为解决现有光催化剂的局限性提供了一种方法。这是由于 COF 的某些有利特性，例如化学稳定性、可控的孔隙率和强电子离域，使其更加稳定。

顾名思义，COFs 由有机分子组成，这些分子结合在一起形成一个可以定制以适应各种应用的结构。此外，强电子离域意味着，与半导体光催化剂不同，受激电子很少在中途复合，从而为化学反应产生更多受激电子。由于这些反应发生在光催化剂的表面，因此 COF 增加的表面积和可改变的孔隙率是一个巨大的优势。COF 光催化剂可用于将水转化为氢气，以及从二氧化碳生产甲烷，从而有望实现生产燃料和减缓全球变暖的双重好处。此外，它们甚至可以帮助固氮、塑料生产和气体储存。

一种新型 COF，共价三嗪骨架 (CTF)，目前处于制氢研究的前沿。与石墨光催化剂相比，CTF 产生氢气的能力是其 20-50 倍，使其成为未来燃料生产的一个非常有前途的选择。

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