開發具有高效協同效應的多功能光催化劑以實現選擇性光催化二氧化碳還原是備受追捧但極具挑戰性的。有鑒于此，中山大學蘇成勇教授、Cheng-Xia Chen等報道通過將不同比例的Ru/Co位點依次進行合成后金屬化（SPSM），引入到三核Cu-COF Cu3-BPY-COF中，開發了一種串聯光催化策略，構建了一系列三金屬化的共價有機框架Cu3-BPY-COF(Ru/Co)-X，其中X=1、2、3，分別對應Ru:Co摩爾比為1/39.6、1/19.6或1/12.7，用于高選擇性地光催化CO2甲烷化反應。
本文要點：
（1）
引入少量Ru位點使該框架增強了可見光的響應，同時固定在聯吡啶結構中的Co位點能夠顯著促進生成CO，因此在活性三核Cu3位點周圍富集CO的濃度，這極大的提高光催化CO2還原生成CH4的活性。
（2）
優化的Cu3-BPY-COF(Ru/Co)-2展現出優異的光催化活性，甲烷生成速率達到31.5 μmol g-1 h-1，選擇性達到95%，是僅引入Ru光敏劑的Cu3-BPY-COF(Ru)的15倍。
對光催化機理進行研究，揭示了三元Ru/Co/Cu位點如何能夠協同作用，實現高效且選擇性地將CO2還原為CH4。這項研究通過利用異金屬共價有機框架HM-COFs的多個活性中心的協同效應，有助于設計高選擇性的CO2甲烷化光催化劑。
參考文獻
Wei Geng, Yang-Yang Xiong, Cheng-Xia Chen, Shunlian Ning, Zhuo Xiong, Songlin Deng, Yuxuan Tan, Xianmeng Song, Mei Pan, Marcel Mayor, Cheng-Yong Su, Ternary Metalation in a Copper-Covalent Organic Framework for Tandem Photocatalytic CO2 Reduction with High Selectivity, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202505546
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202505546
