过氧化氢（H₂O₂）是一种重要的绿色氧化剂和能源载体，广泛应用于化学合成、环境修复及能源技术领域。然而，工业上采用的蒽醌法生产过氧化氢存在高能耗、依赖贵金属催化剂和集中式设施等缺陷。因此，利用太阳能直接从水和氧气中光合成过氧化氢被视为一种可持续的分布式生产方案。然而，水氧化反应的动力学缓慢导致空穴利用效率低和电荷积累，而氧还原反应需要在催化界面实现电子转移与质子供给的高效协同。虽然研究者通过异质结构、拓扑工程及质子导电功能化等策略来改善电荷分离或质子传输，但这些方法往往将这两个过程独立处理，未能实现真正的电子与质子协同。自然光合作用通过空间分隔的氧化还原反应和质子耦合能量转导，为解决这一瓶颈提供了有价值的设计思路。

为了应对这些挑战，中国科学技术大学的徐航勋教授、王磊副教授与安徽大学的张颖教授联手研发了一类仿生共轭联噻吩框架材料（CBFs），通过分子层面上区分氧化还原特性并利用炔基桥连来调控电子-质子协同作用，从而实现高效的光催化合成过氧化氢。该系列聚合物通过逐步引入不同类型的炔基，依次构建CBF‐TB、CBF‐TEB与CBF‐TDB，诱发框架内的激发态氧化还原极化效应，使光生空穴和电子分别在不同单元中富集，促进水氧化及氧还原反应。此外，富含炔基的骨架能将界面水组织成氢键网络，提升质子向氧还原界面的输送效率。这种有针对性的电荷传递及局部质子供给的协同效应，大幅提升了两电子氧还原生成过氧化氢的效率。在模拟太阳光照下，CBF‐TDB实现了1.01%的太阳能-化学能转换效率，较未含炔基的对照材料CBF‐TB提升了四倍。

这项研究提出了激发态电荷极化与界面质子传递协同调控的分子设计原则，为高效的过氧化氢光合成及更广泛的太阳能-化学能转换提供了新思路。相关成果以“在共轭聚合物框架中协调电子转移与质子供给以实现高效过氧化氢合成”为题发布在Angew。研究者首先通过氧化聚合法合成了三种不同炔基连结方式的共轭联噻吩材料。傅里叶变换红外光谱显示，CBF‐TEB和CBF‐TDB在特定波数出现了明显的C≡C伸缩振动峰，证实了炔基的成功引入。X射线光电子能谱分析显示这两种聚合物中炔基碳的特征组分与噻吩的特征信号，表明聚合结构得以保持。固态¹³C NMR以及热重分析进一步验证了材料的稳定性和结构特征。 龙8头号玩家

紫外-可见-近红外漫反射光谱结果显示，三种聚合物具备良好的可见光吸收能力，且吸收边随着炔基含量增加而红移，光学带隙逐渐减小。在可见光照射下的光催化性能测试中，CBF‐TB的H₂O₂产率为970 µmol g⁻¹ h⁻¹，而引入炔基后，CBF‐TEB和CBF‐TDB的产率分别提升至2450和4025 µmol g⁻¹ h⁻¹，显示出广泛的应用潜力。此外，在长达72小时的测试中，CBF‐TDB表现出良好的循环稳定性，保留了约90%的初始活性。