近日，化学与制药学部赵正峰博士联合山东建筑大学栗媛媛博士、山东大学王明旭副教授和南开大学陈瑶教授在光催化水分解制氢领域取得重要突破，在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition上发表题为“Engineering Amino Acid Functionalized Chiral Carbon-Organic Frameworks for Enhanced Photocatalytic Hydrogen Production”的研究论文。化药学部赵正峰博士为论文的责任通讯作者，2024级本科生杨津惠与张豪言同学分别为二作和三作，山东大学王明旭副教授、南开大学陈瑶教授为本文的共同通讯作者，齐鲁工业大学（山东省科学院）化学与化工学院为论文第一单位。
长期以来，在共价有机框架光催化制氢研究中，光生电荷的自旋依赖性复合行为一直被忽视。此外，如何将COF结构与其光生电荷自旋态相关联以提升光催化制氢性能仍是一项重大挑战。本文提出了一种手性氨基酸功能化策略，通过构建手性TpPa-1 COF材料实现了光催化制氢性能的显著提升。经系统优化后，手性TpPa-1 COF的光催化性能提升了约5倍，创下9867h⁻¹的TOF纪录，并在475 nm波长处实现66%的表观量子效率（第二高值）和2.54 mmol h⁻¹的析氢速率，综合性能位居现有先进COF基光催化剂前列。机理研究表明，手性特征与定向电荷转移的协同效应有效促进了光生电荷分离。进一步将手性TpPa-1与聚合物氮化碳组装成S型异质结，可在无产氧助催化剂条件下突破g-C3N4光催化全解水的瓶颈。本工作从电荷自旋视角提出了普适性设计策略，为合成高效手性光催化剂开辟了新途径。
本研究通过调控COFs的手性结构，为提升COFs光催化制氢研究提供了有效策略。本研究工作受到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、齐鲁工业大学人才项目和国家级大学生创新创业训练计划项目的资助。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.5965814
赵正峰，博士，硕士生导师。2021年6月于南开大学获得博士学位，近年来主持国家自然科学基金、山东省自然科学基金3项，以第一作者及通讯作者在Angew. Chem. Int. Ed. (IF16.6)、Nat. Commun.(IF15.7)、ACS Catal. (IF13.1)、Adv. Sci. (IF14.1)、J. Mater. Chem. A (IF11.9)、Appl. Surf. Sci. (IF6.9)等主流期刊发表SCI论文10余篇，其中4篇ESI高被引论文。作为第一指导老师指导学生获得山东省大学生创新大赛山东省金奖（2025）。