Helicalization of Covalent Organic Framework Nanofibers with Amplified Spin Polarizability for Boosting Photocatalytic Hydrogen Evolution
共价有机框架（Covalent Organic Framework, COF）作为一种有机半导体，其固有的低介电特性严重限制了载流子迁移率，并促进体相电荷复合，导致只有靠近表面产生的电荷才对光催化有贡献。将手性诱导的自旋选择性（CISS）效应引入COF体系，有望通过自旋极化来增强激子解离和延长载流子寿命，但如何在COF中同时实现高结晶度和强手性仍是一个关键挑战。
近日，我们课题组联合高分子系桑玉涛老师同郑州大学李恺团队合作，报道了一种非共相手性转移策略，利用手性溶剂(R/S)-3-氯-1,2-丙二醇通过氢键和卤键触发联吡啶模块的堆叠偏移，从非手性构建单元出发成功调控了二维COF纳米纤维的螺旋组装。所得螺旋COF兼具整体构象手性、螺旋缠绕形貌和高结晶度。在光催化析氢测试中，螺旋COF实现了44 mmol g⁻¹ h⁻¹的H₂产率，在500 nm处的表观量子效率为7.18%，显著优于非手性和弱手性类似物。结合磁导率-原子力显微镜（mc-AFM）测试，作者揭示了螺旋结构通过CISS效应诱导出高达74%–88%的自旋极化率，从而有效增强激子解离并延长载流子寿命。该工作建立了一种非共价导向的二维COF螺旋结晶策略，并证实赋予有机半导体螺旋性可以放大自旋极化以增强本征光催化活性，为先进光催化剂的设计提供了新途径。
上述研究结果作为Article发表于Advanced Science，2026，DOI: 10.1002/advs.202675127。
