赵学波教授和王海彦教授联合指导的博士研究生付秋菊同学在国际期刊《Fuel》发表题为“Defect-engineered MOF-808 with highly exposed Zr sites as highly efficient catalysts for catalytic transfer hydrogenation of furfural”的研究论文，将糠醛加氢催化剂活性和选择性提升到一个新水平。

近年来，生物质糠醛（FFR）的催化转移加氢（Catalytic transformation hydrogenation，简称CTH）反应受到越来越多的关注。它以短链醇为供氢剂和反应溶剂，对羰基化合物中C=O的加氢具有高度选择性。与高压H2相比，短链醇具有运输、储存方便，安全性高和溶解度好等优点。许多含Zr/Hf基的催化剂具有比表面积高、活性好、稳定性好等特点，是CTH反应的理想催化剂。然而，由于催化剂的制备过程复杂，暴露的催化位点数量少，因此，催化剂的性能仍有很大改善空间。

由于Zr基MOFs具有优异的稳定性和独特的酸碱性质，在多相催化反应中逐渐映入人们的视野。其中，低配位的Zr-MOFs可以看作是具有“固有缺陷”的MOFs，具有大量未配位的Zr位点。这些缺陷以OH-或H2O为端基，可以作为Lewis酸催化反应的活性位点。MOFs的缺陷工程设计是调控材料性能的一个新方向，为吸附和催化提供了新的机会。为了进一步提高MOF-808中Zr位点的可用性，本文提出了一种新的竞争配位-移除策略来增加MOF-808框架中的配体缺陷。通过引入苯甲酸（HBC）与均苯三甲酸（H3BTC）竞争与金属团簇配位，然后在室温下用甲醇洗涤去除配位不稳定的HBC，制备出缺陷MOF-808样品（Dx-MOF-808）。

研究结果证实，以HBC作为调制剂和临时配体合成Dx-MOF-808样品，去除连接不稳定的HBC后，能够获得更多未配位的Zr催化位点。该策略成功提高了MOF-808的比表面积和孔径。将Dx-MOF-808样品用于FFR的催化转移加氢反应，其催化活性与样品的缺陷程度呈良好的线性关系。所制备的D40-MOF-808样品在温和条件下（90°C，2 h）对FFR到FFA的CTH反应具有最高的活性，转化率为99%，选择性为94.4%，且证实了反应活性与Zr位点的暴露数量和配体缺失程度密切相关。此外，大的比表面积和宽的孔径可以促进反应物分子与活性位点的接触，提高催化效率。得益于MOF框架的灵活性，该策略可以为制备有缺陷的MOF材料开辟一条新的途径。竞争配位-去除策略是制备具有丰富未配位金属位点MOFs的有前景的策略，可以更好地升级和转化生物质。

该项研究成果获得审稿专家充分肯定，审稿专家一致认为该工作报道的竞争配位-移除方法，可以形象地描述成“偷梁换柱”巧妙合成方法，为实现MOF材料的缺陷工程设计提供了一种新策略！

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236122019275?dgcid=author