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，华南师范大学化学学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。华南师范大学化学学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，华南师范大学为第一完成单位。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。华南师范大学化学学院青年英才博士后路猛和张蜜为文章共同第一作者，华南师范大学为第一完成单位。

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年加入华南师范大学化学学院以来，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。以华南师范大学为第一单位，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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参考资料：http://sce.scnu.edu.cn/a/20220224/1078.html