近日，化学学院刘艺伟研究员课题组在MOF基受阻Lewis对催化剂研究中取得重要进展，相关研究成果以“Coordination Defect-Induced Frustrated Lewis Pairs in Polyoxometalate-Based Metal–Organic Frameworks for Efficient Catalytic Hydrogenation”为题发表于化学领域国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.（《德国应用化学》）。

受阻路易斯对（FLP）催化剂因其路易斯酸（LA）和路易斯碱（LB）位点协同活化小分子的优异能力而在催化领域备受关注。考虑催化剂的实际应用，设计合成三维多孔非均相FLP催化剂在近年来引起广泛研究兴趣。金属有机框架（MOFs）材料由于比表面积大、孔隙率高、组成结构可调等优势而成为负载活性LA–LB物种的理想载体。传统的MOF基非均相FLP催化剂的设计合成依赖于将有机LA和LB分子负载至MOF空腔。然而，外源客体分子的可移动性不可避免地会导致LA和LB位点之间的距离难以精确调控：距离过远或过近均会导致其协同作用完全失效。

基于此，刘艺伟研究员课题组基于本征结构调控，首次提出配位缺陷诱导策略，实现了多酸基MOF体系中FLP位点的精准构建。其中，配体缺陷的低配位金属节点为LA位点，多酸表面氧为LB位点。本征的晶态属性保证了LA和LB位点的可控及明确分布，多酸和MOF空腔之间的对称性及尺寸高度匹配致使多酸表面端氧（LB）明确指向缺陷Cu位点（LA），且距离固定为~ 4.3 Å（适于H₂活化）。同时，骨架对多酸的空间限制作用致使多酸难以移动，因而避免了LA–LB酸碱加合物的形成。DFT计算及XPS、原位红外等表征表明该FLP位点能够将H₂高效异裂为高活性H^δ−物种，显著降低H₂的活化能垒，因而在乙炔半加氢反应中表现出优异性能，且活性分别是无缺陷多酸基MOF（仅LB位点）及缺陷MOF（仅LA位点）的55倍和2.7倍。该项工作基于对MOF本征金属节点的配位结构调控以及孔环境修饰，为精准设计合成三维多孔FLP催化剂提供了新途径。同时，基于多酸和MOFs的组成、结构、性质多样性及其丰富的共组装模式，该策略也为精准设计多重功能位点催化剂以实现高效协同催化提供了新思路。

化学学院博士研究生梁言、博士后张仲和河南师范大学苏小方博士为本文共同第一作者，刘艺伟研究员为唯一通讯作者，大连理工大学化学学院为该工作的第一完成单位。该工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费和催化基础国家重点实验室开放课题的资助，同时感谢大连理工大学分析测试中心、上海光源、北京光源对本工作的支持。

研究成果链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie. 202309030