2025年我校化学和材料学科领域高水平成果竞相涌现

本网讯(通讯员 易娜) 2025年，能源和环境材料化学学科创新引智基地/三峡大学材料与化工学院坚持面向世界科技前沿与国家重大需求，聚焦材料、化学与化工交叉领域，科研创新能级实现跨越式提升。材料与化工学院在化工分离材料、光电催化、环境治理与资源循环等多个前沿科研领域捷报频传，科研团队凭借原创性研究成果密集登陆国际顶级学术期刊，实现Nature子刊历史性突破。相关成果发表在国际顶级期刊《自然通讯》(Nat. Commun.1篇)、《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)、《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 6篇)、《能源与环境科学》(Energy Environ. Sci.1篇)、《材料》(Matter.1篇)。这些成果以解决核心科学问题为导向，兼具学术深度与应用价值，充分彰显了学校强劲的科研创新能力与日益提升的国际学术影响力。

进展一：提出 “酮−烯醇互变异构作为动态电子/空穴陷阱” 的设计策略。研发的 TpBpy 催化剂在模拟光下H2O2生成速率达8350 μmol h-1 g-1，自然光下太阳能转化效率达0.038%，为高效光催化剂分子设计提供了全新范式。该成果发表在Nat. Commun., 2025, 16, 7432. (第一作者：马芳硕士生；通讯作者：三峡大学叶立群教授、黄妞博士，澳大利亚皇家墨尔本理工大学马天翼教授   

进展二：设计的CTGU系列Cu (II)-MOFs 材料，通过 “空间-作用力协同限域” 效应，实现乙炔与二氧化碳高效分离，乙炔储存密度达0.907 g mL-1，超过固态乙炔密度，创下全球该领域储存密度纪录。该成果发表在J. Am. Chem. Soc. 2025, 147，147, 24643-24652. (第一作者：三峡大学伍学谦博士；通讯作者：三峡大学李东升教授、北京工业大学李建荣教授)

进展三：采用受体强度调节方法动态调节COFs中的酮-烯醇互变异构以提升电荷分离效率。设计的S-COF表现出2.4 ns的延长激子寿命和较低的电荷转移电阻，在四个不同的需氧转化反应中展现出优异的催化性能，为下一代光催化有机转化材料的精准可控设计提供了有利探索。该成果发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202519829 . (第一作者：张惠硕士生；通讯作者：李东升教授、赵君教授，董文文博士，巴聃博士)

进展四：通过构建吡啶氮空位缺陷，证实无额外掺杂的Fe-Nv-C单原子催化剂，可诱导氧分子预吸附，催化性能显著优于传统材料，为下一代能源转换器件催化剂研发开辟新路径。该成果发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202508674. (第一作者：三峡大学贾彬彬博士；通信作者：三峡大学叶立群教授，北京科技大学郑金龙教授，澳大利亚皇家墨尔本理工大学马天翼教授)

进展五：提出了独特的逆相混合基质COF（PRCOF）膜，并在膜内构建了功能化的局域离子阱。PRCOF-1膜表现出最佳的Li+/Mg2+分离性能，选择性为190，Li+渗透速率为0.262 mol h-1 m-2，为构建面向精确离子/分子筛分的分离膜提供了新的思路。该成果发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202504990. (第一作者：三峡大学王梅迪博士；通讯作者：三峡大学李东升教授、天津大学姜忠义教授)

进展六：通过引入磺酸基团，增强有机聚合物光催化材料对小水团簇的吸附，将户外光催化合成 H2O2的太阳能-化学能转换效率提升至0.04%，树立了该领域聚合物体系新标杆。该成果发表在Energy Environ. Sci., 2025, DOI: 10.1039/D5EE05698E. (第一作者：高蓉硕士生；通信作者：三峡大学叶立群教授、刘维博士，澳大利亚皇家墨尔本理工大学马天翼教授)

进展七：提出了一种孔道切割方法以解决制备具有超微孔分离膜的挑战，并同时用于分离多组分混合物中的阳离子和阴离子。所制备的p-TpPa-C≡CH膜表现出优异的实际选择性（101.2对K+/Mg2+和30.9对Li+/Mg2+），为离子分离膜的发展提供了理论参考。该成果发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202514179. (第一作者：三峡大学王梅迪博士；通讯作者：三峡大学李东升教授、北京理工大学王博教授)

进展八：开发出无金属催化的PMS/SPC协同体系，将有机磷污染物选择性降解为磷酸盐，再经鸟粪石沉淀法转化为磷肥，磷肥转化率达87.2%，显著降低有机磷污染物的生物毒性，实现“污染治理 + 资源回收”双重目标。该成果发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202502408 (第一作者：水利与环境学院李张丽博士，通讯作者：三峡大学刘湘教授、黄笛博士，西北农林科技大学蓝贤勇教授，法国波尔多大学Didier Astruc教授)

进展九：从机理优势、合成改性策略到应用挑战进行系统性阐述二维非晶电催化剂的研究进展，强调原子级精准构筑对高性能电催化剂设计的核心价值，彰显了学校在前沿交叉领域的学术引领力。该成果发表在Matter, 2025, 2025, 102617 (通讯作者：三峡大学叶立群教授、贾彬彬博士，澳大利亚皇家墨尔本理工大学马天翼教授)

2025年的科研 “成绩单”，是材料与化工学院全体科研工作者潜心钻研、追求卓越的集中写照，也是材料与化工学院在引进和培育高层次科研人才（包括优秀青年教师、博士后、研究生）方面的成效。这些成果不仅有力支撑了化学、材料科学与工程、化学工程与技术、环境科学与工程等学科的高质量发展，更在绿色能源、生态环保、资源循环等国家战略需求领域提供了重要科学依据与技术储备。未来，材料与化工学院将继续借助能源和环境材料化学学科创新引智基地的学术交流平台，继续深化有组织科研，强化跨学科融合与国际合作，力争产出更多具有国际影响力的标志性成果，为服务国家创新驱动发展战略、助力学校“双一流”建设作出新的更大贡献

系列文章链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c05650

https://www.nature.com/articles/s41467-025-62286-9

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202519829

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202508674

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202504990

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/ee/d5ee05698e

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202514179

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202502408