作者：孙世铎
来源：生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室
编辑：伍恒犁
日期：2024-02-27 阅读：1
新闻网讯 近日，我校国家重点实验室夏延致团队龙晓静教授在调控非金属氧还原电催化剂的电子态以及明确揭示催化反应机制方面取得重要研究进展。相关原创性研究成果以“Positional Thiophene Isomerization: A Geometric Strategy for Precisely Regulating the Electronic State of Covalent Organic Frameworks to Boost Oxygen Reduction”为题在国际顶级学术期刊《Angewandte Chemie》在线发表。论文被期刊遴选为“Hotpaper”。龙晓静为该论文唯一通讯作者，我校为第一通讯单位。
氧还原反应（Oxygen reduction reaction, ORR）是金属空气电池、燃料电池等可再生能源转换和储存技术中一个重要的电化学过程。共价有机框架材料具有孔道结构高度有序、比表面积大、孔径可调、易于功能化修饰等优点，已经成为一类新兴的催化材料体系。由于构成该类材料的有机结构单元或价键可以调节骨架导电性、氧气及其中间体的结合能和吸附能，对活性位点的电子环境产生重要影响，因此，其催化活性大小主要依赖于分子结构设计。通常这些构建单元由不同元素组成，并且以不同的成键方向和角度连接，导致完全不同的分子构型、堆积方法和不饱和态，难以通过控制单一因素进一步深入探究分子结构与催化活性之间的关系。
在前期研究工作（Angew. Chem. Int. Ed., 2019,58, 11369;Angew. Chem. Int. Ed.,2021,60, 26483;Angew. Chem. Int. Ed., 2022,61,e202209583;Adv. Mater.,2023,35, 2209129）基础上，龙晓静教授采用噻吩位置异构化策略调节分子几何结构，定向设计并开发出含2-噻吩的COF-α和含3-噻吩的COF-β异构共价有机框架氧还原电催化剂。通过几何修饰有效调节电子态和中间体吸附能力，从而使π-电子的化学活性和局部电荷密度可控，实现了优异的催化性能。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202320037
