过氧化氢（H₂O₂）作为绿色的强氧化剂，其反应产物仅为水和氧气，目前已广泛应用于纸张漂白、消毒杀菌、化工生产以及能量存储等领域。光催化法以光为能量来源，其原料易得、操作简便，且产物无污染，是一种具有广阔发展前景的制备H₂O₂的方法。由于其拥有大π-共轭平面、规律且可调的孔道结构以及优良的稳定性，共价有机框架（COFs）在该领域中展现出优异的性能，有着较大的发展潜力。氮杂环被认为是一类高活性的氧还原反应（ORR）的活性位点，将其构筑于COFs的骨架中，可有效提高其催化活性，加快H₂O₂的合成速率。尽管吡啶、三嗪、联吡啶以及庚嗪等一系列氮杂环已经被应用于合成H₂O₂的COFs基光催化剂中，然而，氮杂环上氮原子相对位置对反应效果的影响尚不明确。另外，COFs基光催化剂的效果仍未令人满意，需要进一步提高。

有鉴于此，南京大学袭锴教授与上海理工大学廖峭波博士、王丁教授和李慧珺副教授等通过改变单体中二嗪环的种类（哒嗪、嘧啶和吡嗪），精细调控COFs骨架中氮杂环上氮原子的相对位置，成功合成了一系列基于二嗪功能化COFs的光催化剂（TpDz、TpMd和TpPz）用于高效合成H₂O₂，并深入探究氮杂环上氮原子相对位置对COFs催化性能的影响。粉末X射线衍射、N₂吸脱附分析以及透射电子显微镜等表征手段结果表明，三种二嗪COFs具有相近的结晶结构和孔道结构。

在可见光的照射下，哒嗪功能化的TpDz在纯水中的H₂O₂产率高达7327 μmol g^-1 h^-1，远高于TpMd（6034 μmol g^-1 h^-1）、TpPz（1418 μmol g^-1 h^-1）和g-C₃N₄（228 μmol g^-1 h^-1）。此外，该二嗪COF的太阳能-化学能转换效率（SCC）可达0.62%。这使得TpDz跻身于性能最好的COFs基H₂O₂合成光催化剂之一。光电相关测试表明，TpDz具有三种二嗪COFs中更快的电子-空穴分离效率以及更低的电荷转移阻抗。

结合RDE、in-situ DRIFTS等实验以及密度泛函理论（DFT）计算结果，作者认为哒嗪环上相邻的氮原子为吸附氧气分子提供了独特的活性位点，促进了内过氧化物中间体的形成，从而使得TpDz的ORR主要通过具有热力学优势的直接两电子途径进行，大大加快了H₂O₂的生成速率。而另外两种二嗪COFs，尤其是吡嗪功能化的TpPz，则主要通过间接单电子ORR途径合成H₂O₂。这项工作有望为合理设计以高效制备H₂O₂为目的的COFs光催化剂提供新的思路。