趙學波教授和王海彥教授聯合指導的博士研究生付秋菊同學在國際期刊《Fuel》發表題為“Defect-engineered MOF-808 with highly exposed Zr sites as highly efficient catalysts for catalytic transfer hydrogenation of furfural”的研究論文，將糠醛加氫催化劑活性和選擇性提升到一個新水平。
近年來，生物質糠醛（FFR）的催化轉移加氫（Catalytic transformation hydrogenation，簡稱CTH）反應受到越來越多的關注。它以短鏈醇為供氫劑和反應溶劑，對羰基化合物中C=O的加氫具有高度選擇性。與高壓H2相比，短鏈醇具有運輸、儲存方便，安全性高和溶解度好等優點。許多含Zr/Hf基的催化劑具有比表面積高、活性好、穩定性好等特點，是CTH反應的理想催化劑。然而，由于催化劑的制備過程復雜，暴露的催化位點數量少，因此，催化劑的性能仍有很大改善空間。
由于Zr基MOFs具有優異的穩定性和獨特的酸堿性質，在多相催化反應中逐漸映入人們的視野。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位點。這些缺陷以OH-或H2O為端基，可以作為Lewis酸催化反應的活性位點。MOFs的缺陷工程設計是調控材料性能的一個新方向，為吸附和催化提供了新的機會。為了進一步提高MOF-808中Zr位點的可用性，本文提出了一種新的競爭配位-移除策略來增加MOF-808框架中的配體缺陷。通過引入苯甲酸（HBC）與均苯三甲酸（H3BTC）競爭與金屬團簇配位，然后在室溫下用甲醇洗滌去除配位不穩定的HBC，制備出缺陷MOF-808樣品（Dx-MOF-808）。
研究結果證實，以HBC作為調制劑和臨時配體合成Dx-MOF-808樣品，去除連接不穩定的HBC后，能夠獲得更多未配位的Zr催化位點。該策略成功提高了MOF-808的比表面積和孔徑。將Dx-MOF-808樣品用于FFR的催化轉移加氫反應，其催化活性與樣品的缺陷程度呈良好的線性關系。所制備的D40-MOF-808樣品在溫和條件下（90°C，2 h）對FFR到FFA的CTH反應具有最高的活性，轉化率為99%，選擇性為94.4%，且證實了反應活性與Zr位點的暴露數量和配體缺失程度密切相關。此外，大的比表面積和寬的孔徑可以促進反應物分子與活性位點的接觸，提高催化效率。得益于MOF框架的靈活性，該策略可以為制備有缺陷的MOF材料開辟一條新的途徑。競爭配位-去除策略是制備具有豐富未配位金屬位點MOFs的有前景的策略，可以更好地升級和轉化生物質。
該項研究成果獲得審稿專家充分肯定，審稿專家一致認為該工作報道的競爭配位-移除方法，可以形象地描述成“偷梁換柱”巧妙合成方法，為實現MOF材料的缺陷工程設計提供了一種新策略！
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236122019275?dgcid=author