近年来，全球CO₂的大量排放导致系列环境问题。习近平主席在第75届联合国大会上提出中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和战略目标。其中CO₂高效转化是实现双碳目标的重要方案。

近日，我院兰亚乾教授团队在化学顶级期刊J. Am. Chem. Soc.上发表了最新研究进展（论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.1c11987），首次报道了共价有机框架（COFs）中限域和高分散多酸单团簇用于CO₂光还原。论文以“Confining and Highly Dispersing Single Polyoxometalate Clusters in Covalent Organic Frameworks by Covalent Linkages for CO₂ Photoreduction.”为题。我院青年英才博士后路猛为文章第一作者，兰亚乾教授为唯一通讯作者，我校为第一完成单位。此工作开发了一种在COFs中均匀分散多金属氧酸盐(POMs)的通用策略，即通过共价键将POM簇限域在COF的规则纳米孔中。所制备出的COF-POM复合材料结合了光吸收、电子传输及合适的催化活性位点等优势，在人工光合作用中表现出优异的催化活性。此工作显示出单团簇功能材料在光催化领域的应用前景。 

图1. 共价有机框架中限域和高分散多酸单团簇用于CO₂光还原

另外，近日兰亚乾教授与蔡跃鹏教授合作在顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.（论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202200003）上发表综述并讨论了COF基功能材料催化剂在CO₂化学转化策略中的基础理论、机理和路径方面的研究进展。论文以“Covalent Organic Frameworks-Based Functional Materials: Important Catalysts to Support Efficient CO₂ Utilization”为题。我院青年英才博士后路猛和张蜜为文章共同第一作者，我校为第一完成单位。

作为CO₂化学转化中的研究热点，光/电催化CO₂还原和使用CO₂作为载体用于能量存储在CO₂利用中表现出了巨大潜力。作为一种晶态多孔材料，共价有机框架材料（COFs）由于具有独特的性质已经被广泛研究作为催化剂用于高效化学CO₂转化。尤其是COFs基功能材料与各式各样的活性位点（如单金属位点、金属纳米颗粒和金属氧化物等）相组合后有望实现高效CO₂转化与能量存储。此综述也讨论了COF基功能材料催化剂在高效CO₂转化领域中的挑战性问题和展望，如活性位点工程、催化剂稳定性、光学活性与氧化还原活性、催化偶联反应和原位机理研究等等。此综述将为今后COF基新能源材料的进一步研究指明方向。

图2.COFs基功能材料及其在CO₂转化中的应用

兰亚乾教授自2021年加入我院以来，致力于晶态材料在能源领域的应用探索，在学校和学院的大力支持下，所领导的团簇与能源材料研究团队已经取得较为丰硕的研究成果。以我校为第一单位，在J. Am. Chem. Soc. (2篇)、Angew. Chem. Int. Ed. (4篇）、Adv. Mater. (1篇)、JACS Au (2篇)、Chem Catalyst (1篇) 等顶级期刊上发表十余篇高水平研究论文，为我校化学和材料学科的快速发展做出重要贡献。

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