近日，我院物理与材料科学学院王玉芬副教授课题组创新性地合成了三种具有逐级延伸配体臂的微孔单一位点钛(IV)嵌入Zr-MOFs材料，实现了从9.04 Å、10.12 Å到11.18 Å的精准孔道调控，相关成果以“Pore-Engineering of Single-Site Ti(IV) Embedded Zr-MOFs for Enhanced Catalytic Hydroboration of Large Size Carbonyl Substrates”为题发表在“Science China Materials”期刊上。

图为适用于大尺寸羰基底物硼氢化的锆基金属有机骨架（Zr-MOFs）孔道尺寸调控策略图。

将单中心金属催化位点整合到锆基金属有机骨架（Zr-MOFs）中，在催化循环利用、产物分离及机理分析方面展现出显著优势，突显了其在多相催化领域的重要价值。然而，这些位点占据孔道或通道时通常会降低传质效率与催化效果，特别是在羰基化合物（尤其是大尺寸底物）的硼氢化反应中。针对此问题，本研究创新性合成了三种具有逐级延长配体臂的微孔单中心钛(IV)嵌入型Zr-MOFs，实现了9.04 Å、10.12 Å及11.18 Å的精确孔径调控。通过使用八种不同尺寸的羰基化合物和四种更大尺度底物对催化性能进行系统研究，结果表明孔径调控能够提升催化效率，但仍未达到最优性能。随后，研究策略转向在中孔Zr-MOFs的配位不饱和窗口内，通过线性二羧酸配体锚定单中心钛(IV)位点。结果表明，所得催化剂在保持Zr-MOFs约21.73 Å的固有中孔结构的同时，展现出优异的催化效率（均超过90%）。我们相信，本研究为未来MOFs结构设计与催化优化的研究提供了关键指导，为多相催化领域开辟了新路径。

物理与材料科学学院王玉芬副教授为论文第一通讯作者，其指导的研究生刘明武、林海安为共同第一作者，天津师范大学为第一单位，南开大学、天津理工大学为联合通讯单位。该工作得到了国家自然科学基金（22201137、22371137）等的资助。

文章链接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s40843-025-3995-6