单簇（Single clusters）在催化领域引起了广泛的研究兴趣。然而，实现单簇催化剂的高度均匀分散具有挑战性。基于此，华南师范大学兰亚乾教授（通讯作者）等人首次报道了一种通用策略，通过共价键将多金属氧酸盐（polyoxometalates, POMs）簇限制在共价有机骨架（COFs）的规则纳米孔中，从而在COF中实现高度均匀分散的POM。这些COF-POM复合材料结合了光吸收、电子转移和合适的催化活性位点的特性，因此它们在人工光合作用中表现出出色的催化活性：即以H2O作为电子供体的CO2光还原。在文中，作者合成了TTF-TAPT COF-MnMo6和ETBC-TAPT COF-MnMo6（即TCOF-MnMo6和ECOF-MnMo6）。通过实验测试发现，TCOF-MnMo6在气-固反应体系中实现的最高CO产率为37.25 μmol g-1 h-1，并且选择性约100%。此外，基于密度泛函理论（DFT）计算的机理研究表明，光诱导电子转移（photoinduced electron transfer, PET）过程发生在从COF到POM的过程中，然后在POM和COF上分别发生CO2还原和H2O氧化。该工作开发了一种将POM单簇均匀分散到COF中的方法，同时显示了COF-POM功能材料在光催化领域的应用潜力。Confining and Highly Dispersing Single Polyoxometalate Clusters in Covalent Organic Frameworks by Covalent Linkages for CO2 Photoreduction. J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.1c11987.https://doi.org/10.1021/jacs.1c11987.
