近日，杭州高等研究院“双龙学者”特聘教授管新宇与中国科学技术大学江海龙教授合作，在Angew上在线发表学术论文Tailoring Catalysis of Encapsulated Pt Nanoparticles by Pore Wall Engineering of Covalent Organic Frameworks。该刊物是国际化学类顶级期刊之一（中科院一区TOP期刊），最新影响因子为16.6。
高度分散的金属纳米粒子（NPs）因其独特的电子特性和高比表面积在多相催化中具有重要应用，特别是在加氢、氧化和偶联等反应中。然而，金属NPs容易团聚，导致催化性能下降。研究人员尝试使用金属氧化物、石墨烯和聚合物等载体来稳定金属纳米粒子，但这些载体往往会带来有限的接触界面和复杂的表面结构。
图1. 通过COF孔道微环境调控金属纳米粒子催化活性示意图。
为了解决这些问题，晶态多孔材料（如沸石、金属有机框架材料（MOF）和共价有机框架材料（COF）等）因其独特的结构和性能而引起研究人员的关注。特别是COFs，由于具有高表面积、可调节的孔径和高度有序的结构，可有效防止纳米粒子聚集并调控其几何和电子结构，是一种稳定金属NPs的理想平台。这为调控金属NPs的催化性能提供了一种新颖的方法，区别于传统的直接改变金属NPs参数（如粒度、形态、负载量和合金化）。
图2 a) Pt@COF-Sx和b) Pt@COF-Vx上p-CNB加氢的活性和选择性，c) Pt@COF-S0.5上p-CNB选择性加氢的动力学曲线，d) Pt@COF-S0.5在p-CNB选择性加氢中的循环稳定性测试。
本文首次通过COFs的孔道微环境来调控负载金属纳米粒子的尺寸和电子结构。通过在COF孔道内进行后修饰，创造可控的硫醚微环境，显著提升了p-CNB加氢反应的选择性和转化率。结合理论和实验方法，探讨其工作原理，并为商业催化剂的改性优化提供指导。
编辑：盛灿灿
