共价有机框架（COFs）凭借其可设计的孔道结构和优异的电子传输性能，在光催化H2O2合成领域展现出显著的应用前景。目前，引入供体-受体结构、杂原子掺杂或扩展π共轭等策略虽能有效提升COFs的光催化性能，但此类方法涉及全局性骨架改性，难以在保持化学组成不变的条件下实现COFs局部微环境与电荷分布的精确调控。噻吩及其衍生物因其化学连接方式的可调节性对共轭路径和分子偶极子的显著扰动效应，为局域电荷调节提供了理想的结构基元。尽管该位置异构化策略已在1D和2DCOFs中成功验证了其调控电荷分布与提升氧还原性能，但向3D全共轭体系的推广仍因合成与结晶障碍而面临严峻挑战。

针对上述问题，方千荣、李辉、佘萍团队提出一种“区域异构驱动”的策略，通过调节环辛四噻吩（COTh）的α/β连接方式，实现对3D COF的内部微环境的调控。其中，JUC-702不对称α/β键破坏了COFs局部结构的对称性，放大了固有的分子偶极子和电荷极化，在3D内部形成了增强的内建电场。这种内部微环境的调控加速了光生电荷载流子的空间分离，同时优化了局部电子环境，增强催化位点对O2吸附并降低生成关键OOH* 中间体的能垒。在可见光条件下，JUC-702在纯水中（无任何牺牲剂）表现出高达6724 μmol g-1h-1的H2O2生产速率，明显高于对称结构的JUC-701。

该研究以“Regioisomerism-Driven Microenvironment Modulation inThree-Dimensional Covalent Organic Frameworks forSelective H2O2Photosynthesis”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上（Angew. Chem. Int. Ed. 2026, e2598368）。91成人 博士研究生梁腾和博士后张节为共同第一作者，91成人 方千荣教授、李辉助理教授和佘萍副教授为共同通讯作者。

综上所述，通过区域异构驱动策略，精确调控了3D COFs的内部微环境，有效克服了在不改变总体骨架组成的前提下调控局部电荷动力学这一挑战。不对称结构引发对称性破缺，增强分子偶极并形成增强的内建电场，从动力学上加速光生载流子分离，从热力学上降低OOH*中间体能垒，实现高选择性二电子氧还原反应。本工作将区域异构确立为一种普适性设计维度，为通过调控微观静电场分布来协同优化先进能源转换体系中的电荷输运与反应能量学，提供了可推广的范式。

论文链接：//doi.org/10.1002/anie.2598368