近日，我院超分子配位化學研究所甯國宏/李丹教授團隊在J. Am. Chem. Soc.上發表了題為 “Metal Variance in Multivariate Metal−Organic Frameworks for Boosting Catalytic Conversion of CO₂” 的重要研究成果（圖1）。

 圖1.調節多變量金屬有機框架中的金屬變量提高其CO₂的催化轉化性能。

全球化石燃料消耗量的快速增長導緻CO₂排放量顯著增加，造成了嚴重的氣候和環境問題。将CO₂作為C1源轉化為高附加值化學品，包括澱粉、環碳酸酯、羧酸和惡唑烷酮等，是解決上述問題的有效途徑之一。然而，因CO₂的化學惰性，其催化轉化通常需要在高溫或高壓等嚴苛條件下進行，并且大部分反應都在高濃度CO₂下完成的，這也極大限制了CO₂在工業上的應用。因此，迫切需要開發低濃度CO₂高效綠色轉化的催化體系。金屬有機框架（MOFs）因金屬活性位點和孔徑易于調節的特性，使得其在CO₂催化轉化中表現出優異的應用前景，然而，MOF催化劑仍存在穩定性差和催化活性低等問題。利用多種有機連接子和金屬離子構築而成的MOF，即多變量MOF（MTV-MOF），可以實現對性能的有效調控，包括孔隙率、穩定性和催化活性。然而，通過改變MTV-MOF中非貴金屬和貴金屬的比例來調控二氧化碳催化轉化性能，還鮮有報道。

 圖2. （a）MTV-MOFs的合成示意圖，1_X%-2_0.5-X%-3_0.5-JNM (X = 0, 10, 25, 50)；（b）MTV-MOFs的金屬比例的微調。

本工作成功構建了四種基于Cu-CTC/Ag-CTC的2D MTV-MOFs（圖2）。首先，通過在框架中引入10%的Ag-CTC構築單元，即1_0.1-2_0.4-3_0.5-JNM，相較于其他三個MTV-MOFs表現出最佳的催化性能。其TOF值與2_0.5-3_0.5-JNM相比提高了20倍，并且可以重複使用至少8次循環而催化性能也不會下降。更為重要的是，即使在CO₂濃度為10%的模拟煙氣中，1_0.1-2_0.4-3_0.5-JNM仍表現出高的催化活性（圖3）。我們的工作在分子水平上理性設計了具有協同效應的MTV-MOFs作為異相催化劑，進而實現了CO₂的高效化學轉化。

 圖3. 1_0.1-2_0.4-3_0.5-JNM催化CO₂與炔丙基胺的羧基環化反應的底物範圍

本研究成果被發表在J. Am. Chem. Soc.上，博士研究生陳旭為論文第一作者，甯國宏教授和李丹教授為通訊作者，太阳集团app首页為唯一通訊單位。該工作得到了國家自然科學基金研究工作得到了國家自然科學基金等（22371091、21975104、22150004和22101099）和太阳集团app首页等的大力資助。

論文鍊接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c04556

文圖：陳 旭

校對：劉 雪

責編：李逸凡

初審：甯國宏

終審：陳填烽、吳濤