新闻网讯 近日，国家重点实验室龙晓静教授团队在多孔晶态电催化材料的分子几何调控方向取得重要原创成果。相关研究以“Tailoring Backbone Angles of Regioisomeric Covalent Organic Frameworks: Distinct O2Adsorption Modes Enabling Efficient H2O2Electrosynthesis”为题发表于国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition（DOI：doi.org/10.1002/anie.5704652）。我校为唯一完成单位与通讯单位，龙晓静教授为唯一通讯作者，博士生邢雅丽、博士后陈硕为共同第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目资助。
面向我国“双碳”战略、新质生产力发展对绿色电化学转化材料的前沿科学需求，共价有机框架（COFs）凭借高度可设计的晶态骨架、明确的活性位点，成为无金属电催化领域极具潜力的研究体系。氧还原电催化过程中，氧分子的界面吸附构型直接决定反应路径与催化输出性能。长期以来，领域内的改性手段多聚焦电子能级调控、给‑受体骨架修饰、孔道微环境改造；然而，电子效应与骨架几何效应高度耦合，很难剥离出分子本征几何构型对界面氧吸附行为的独立贡献，制约了多孔框架电催化剂的理性设计。
针对这一关键科学瓶颈，团队提出键角工程调控区域异构的创新研究思路。研究选用完全相同的构筑基元，仅改变单体醛基取代位点，精准构筑环间骨架夹角分别为180°、120°、60°的三联苯基系列区域异构COF模型体系。三套材料化学组分保持一致，仅分子骨架键角存在差异，从而实现将几何效应从复杂电子耦合体系中有效剥离，为解析骨架构型催化性能构效关系提供理想研究平台。骨架键角的改变重塑了分子偶极矢量叠加方式，带来框架偶极矩、界面电荷重分布的显著差异，进而驱动氧分子界面吸附模式发生可控转变：大键角骨架倾向Griffiths型氧吸附构型，而具有紧凑折叠结构的60° o-TPDA-COF可诱导形成Pauling型吸附构型，实现对关键反应中间体的稳定锚定。
该工作跳出传统电子改性的研究思路，证明纯分子几何调控就可以改写电催化界面分子相互作用。这套基于区域异构键角工程的设计策略具备良好普适性，可拓展应用于多类多电子电催化反应体系，为晶态多孔电催化材料的理性创制提供全新的几何导向设计范式，对推动无金属有机电催化的基础研究发展具有重要参考价值。
近年来，多孔高分子与清洁能源催化团队聚焦一维共轭高分子、二维共价有机框架及主‑客超分子体系的精准结构设计，面向能源转化、先进功能材料等国家需求开展系统性研究。团队围绕同分异构调控（Adv. Mater.,2025,37, 2500063, ESI高被引论文;Angew.Chem.Int.Ed.,2025,64,e20336;Angew. Chem. Int. Ed.,2024,63, e202320037,HotPaper;Angew.Chem.Int.Ed.,2026,65, 5704652）、非对称性破缺（J. Am. Chem. Soc.,2026,148,DOI: 10.1021/jacs.6c17269;Angew.Chem.Int.Ed.,2021,60, 26483,HotPaper, ESI热点论文;Adv. Mater.,2023,35, 2209129）、非共价相互作用与不饱和键工程（Nat.Commun.,2024,15, 9222;Angew.Chem.Int.Ed.,2022,61,e202209583）、拓扑骨架拓展（Angew.Chem.Int.Ed.,2024,63, e202410719;Angew.Chem.Int.Ed.,2025,64, e202500945,HotPaper, ESI高被引论文）等科学方向产出系列标志性成果，部分研究成果获山东省自然科学奖二等奖。
