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2026 article

Covalent Organic Cage‐Based Photocatalysts for Highly Efficient and Selective H 2 O 2 Production

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

ABSTRACT Photocatalysts are key to sustainable hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) production, yet most reported systems are polymeric or composite, with limited solubility and poorly defined architectures that obscure mechanistic understanding and structure–function relationships. Here we present covalent organic superphane cages bearing secondary amine, tertiary amine, or ammonium functionalities as discrete, metal‐free photocatalysts for H 2 O 2 generation. Among them, the tied tertiary amine derivative ( SUPE‐ptz‐2 ) exhibits enhanced light absorption, efficient charge carrier separation and transfer, and precisely organized redox‐active sites. As a result, SUPE‐ptz‐2 achieves an H 2 O 2 production rate of 11,089 µmol h − 1 g − 1 in oxygen‐saturated water, rising to 25,031 µmol h − 1 g − 1 with 10% isopropanol, with an apparent quantum yield of 29.2% at 400 nm and 93% selectivity for the two‐electron oxygen reduction pathway. Comprehensive experimental investigations combined with density functional theory calculations reveal that phenothiazine moieties facilitate water oxidation via the four‐electron WOR pathway, while amine groups promote oxygen reduction through both the two‐electron ORR1 and ORR2 pathways; the tied cage architecture enforces spatial separation of redox sites, stabilizes key reaction intermediates, and enhances charge transport. Beyond photocatalytic efficiency, SUPE‐ptz‐2 demonstrates robustness across diverse water sources and enables sunlight‐driven disinfection. These results establish covalent‐organic superphane cages as photocatalysts (singzymes) for sustainable H 2 O 2 generation and broaden their potential in solar‐to‐chemical energy conversion and environmental applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Covalent Organic Cage‐Based Photocatalysts for Highly Efficient and Selective H <sub>2</sub> O <sub>2</sub> Production
Date Crossref
15/01/2026
Éditeur
Wiley
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Hunan University pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Hunan University.

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Les sujets associés

Advanced Photocatalysis TechniquesCovalent Organic Framework ApplicationsSolar-Powered Water Purification Methods

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