近日，我校化学学院兰亚乾教授团队在国际化学顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上发表了最新研究进展，首次提出几何、位点、键合三重协同调控策略，成功合成了 15 种具有完全相同分子式的同分异构共价有机框架（Iso-COFs），刷新了目前Iso-COFs结构类型纪录，为多孔框架材料新结构开发与构效关系研究开辟了新的研究路径。论文以“Triple-Regulation Strategy toward Multivariate Isomeric Covalent Organic Frameworks for Efficient Photocatalysis”为题，化学学院博士研究生黄沛为第一作者，兰亚乾教授、路猛研究员为通讯作者，我校为第一完成单位。

共价有机框架（COFs）凭借高结晶度、可调孔道与可控电子结构等优势，在光催化、气体分离、生物医药等领域前景广阔，其中Iso-COFs仅依靠细微骨架差异便可大幅改变化学、催化性能，是解析微观结构与宏观性能内在联系的理想研究模型。但目前该领域仍存在明显瓶颈：现有调控方式较为单一，仅可单独实现拓扑、键合或位点异构，单一策略制备的Iso-COFs数量最多不超过六种，难以总结普适性规律。

基于此，兰亚乾教授研究团队基于网状化学，提出三重协同调控策略，成功设计合成了 15 种具有相同分子式的Iso-COFs。在光催化H₂O₂生产中，TDA-BTD COF 性能最优，产率 2016.26 μmol g⁻¹ h⁻¹，420 nm 下表观量子效率 3.67%，多次循环性能稳定。结合原位红外、EPR、光电测试与 DFT 理论计算表明：TDA-BTD COF表现出更高的光生电子利用效率和更低的反应能垒。H2O2的生产是通过氧还原与水氧化双路径协同完成。值得注意的是，原位生成的H2O2还可用于制备高附加值化学品环己酮肟。该研究首次提出三重异构调控策略，刷新了Iso-COFs合成数量新纪录，而且为系统揭示结晶多孔材料的结构与性能关系提供了坚实的结构基础和重要见解。

论文链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c07811

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