过氧化氢（H2O2）作为一种绿色氧化剂，在环境治理和绿色储能等领域有着广泛应用，然而传统的H2O2合成方法（蒽醌法）存在严重的能源消耗及环境污染等问题。共价有机框架（COFs）因其优异的可见光吸收性、可调节的能级结构、丰富的比表面积等特点，是生产H2O2的潜在材料，但COFs中的疏水性孔道环境一定程度上限制了水分子与活性位点的有效接触，影响了其光催化性能。尽管通过孔表面功能化引入亲水性基团可优化COFs性能，但直接改性易破坏其结晶度，且高比例亲水基团会增加COFs的合成成本与复杂性，部分基团还可能因氧化而降低其稳定性。分子筛作为重要的无机微孔材料，具有优异的水热稳定性和O2亲和能力，其亲水性可以有效弥补COFs材料的上述不足。同时分子筛资源丰富、成本低廉，可提升光催化剂的经济适用性。因此，将COFs与亲水性分子筛耦合可能会提高H2O2的产量，但将这两种不同类型的多孔材料有效集成也面临着两种材料相分离和COFs结晶度维持等难题。3D打印技术作为一种新兴技术，具有可精确控制结构和孔隙分布等优势，为构建有机-无机杂化材料提供了新思路。

鉴于此，于吉红教授、金恩泉教授团队首次采用3D打印技术制备COFs/分子筛复合催化剂，实现了H2O2的高效光合成。通过精确优化粘结剂和预聚合条件，制备出由分子筛纳米晶与COFs聚合物前驱体所构成的具有适宜流变特性的打印墨水。由3D打印所构筑的具有蜂窝状开放通道的块体材料在溶剂热过程中，有效促进了缩合剂与大分子共价片段的传质，从而实现了COFs的原位生长与结晶。机理研究表明，分子筛的引入增强了材料的亲水性和氧吸附能力，优化了氧还原反应路径。最终复合材料的H2O2光催化反应速率较纯COFs提升52%。这项工作为利用3D打印技术集成COFs与分子筛提供了新思路，通过协同两种材料的优势拓展了其在催化和环境等领域的应用前景。

图1. 3D打印共价有机框架/分子筛复合材料用于光催化生产过氧化氢示意图

上述成果以“3D-Printed COF/Zeolite Composites for Augmented Photocatalytic Hydrogen Peroxide Production”为题于6月10日发表在Angewandte Chemie International Edition上。成人网站 冯婧怡博士研究生、魏颖真博士为共同第一作者，成人网站 于吉红教授、金恩泉教授为共同通讯作者。

论文链接：//doi.org/10.1002/anie.202508226.