U8集团新人权益 - U8集团（中国）

日前，U8集团新人权益化工U8集团新人权益功能材料与能源器件团队在光电催化领域取得重要进展，相关研究成果以“Linear zigzag covalent organic frameworks diminish thermal relaxation and exciton dissociation energy in photoelectrocatalysis”为题发表在《Science Bulletin》上。 同题参见该论文第一作者为化工U8集团新人权益青年教师张博颖，通讯作者为化工U8集团新人权益刘海宁副教授和乔山林教授。

光电催化（PEC）技术以光电半导体为核心，将太阳能直接转化为化学能，是应对全球能源挑战、发展清洁能源的重要技术路径。 同题参见光阳极与电解质界面处，光生电荷分离效率低、界面转移动力学迟缓等问题是制约其催化性能提升的关键科学难题。

共价有机框架聚合物（COFs）具备宽广谱、开放有序纳米通道等独特优势，在光电催化领域表现出巨大应用潜力。目前二维/三维亚胺键连接型COFs的极性亚胺键会阻碍电荷高效传输，加之其本征结构的加工性较差，难以满足规模化器件制备的需求。为解决上述问题，研究团队提出维度诱导载流子优化策略（Dimension-induced carrier optimization strategy），同步解决了电荷传输与器件规模化制备的难题，为PEC光电催化提供了全新思路。

该新型一维聚合物具备独特的结构优势：分子间为非共价键链接，作用力较弱，易剥离成稳定、可溶液加工的“电子墨水”，解决了2D/3D COFs难以规模化成膜的限制。同时，分子间双链互锁的“之”字构型，能够抑制分子链段旋转与振动，降低热弛豫和激子解离能，优化载流子传输特性。数据显示，1D-COF_CDBA的激子结合能为37.2 meV，低于二维对照样品2D-COF_BCTB（41.0 meV），且面内电子有效质量更低，能够实现光生电荷的定向高效传输。

该研究成果具有普适性，在其他1D COFs体系也得到了验证，为高性能有机半导体在清洁能源领域的规模化应用提供了全新路径，也为光电催化技术的实用化发展奠定了重要理论基础。

该研究得到U8集团新人权益自然科学基金、河北省重大科技支撑计划等项目支持。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.03.014