近日，哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院金属材料工程系党支部书记张凤鸣教授团队科研成果在期刊Nature Communications上发表，论文题目为Engineering β-ketoamine covalent organic frameworks for photocatalytic overall water splitting (DOI: org/10.1038/s41467-023-36338-x; 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36338-x)，我校为第一完成单位。Nature Communications是Nature出版集团旗下的国际顶级综合性学术期刊，影响因子为17.694。
氢能具有能量密度高、绿色无污染等优点是理想的能源载体，利用太阳能在催化剂的作用下将水分解为氢气和氧气是获取氢能的绿色方式。共价有机框架(COFs)作为一类具有晶态多孔结构和可见光响应的新型光催化剂，已经表现出了在牺牲剂存在下优良的可见光催化产氢活性，但是这些COFs材料仅能驱动产氢或产氧半反应，全分解水同时产氢、产氧COFs催化剂的构筑方法尚不清楚。针对此问题，张凤鸣教授团队设计了一系列具有相同框架结构的β-酮胺COFs作为模型体系，通过在结构中构筑N位点、调控COFs形貌和Pt纳米粒分布区，首次实现了β-酮胺COFs光催化剂全分解水产氢、产氧，其STH效率达到0.23%。并通过实验与理论计算结合，进一步揭示了β-酮胺COFs中产氢的活性中心在Tp端的O位点，析氧中心位于吡啶环的C位点，N位点不同位置导致光生电子转移效率以及产氧位点活性方面的差别，使材料表现出不同的全分解水活性。该研究首次提出了β-酮胺COFs全分解水性能的构筑策略，具有广泛的普适性，对COFs全解水催化剂的设计和制备具有重要的指导意义。
我校材化学院18级硕士研究生杨延、青年教师初小宇、硕士研究生张洪语为论文共同第一作者，我校张凤鸣教授、杨照地教授、华南师范大学兰亚乾教授为共同通讯作者。该项目得到国家自然科学基金、省自然科学基金等项目支持。
作为学校双带头人党支部书记，张凤鸣教授带领科研团队一直从事能源催化关键材料的研究，近五年，团队在国际高水平期刊J. Am. Chem. Soc.（影响因子：16.383）、Angew. Chem. Int. Ed.（影响因子：16.823）、 ACS Energy Lett.（影响因子：23.991）、 Appl. Catal.B-Environ.（影响因子：24.319）、Chem. Eng. J.（影响因子：16.774）、J. Mater.Chem. A（影响因子：14.511）、ACS Appl. Mater. Inter.（影响因子：10.383）等发表论文40余篇，其中ESI高被引论文7篇，影响因子大于10的论文20篇，在基于晶态多孔材料高效低浓度CO2捕获和原位转化、可见光驱动分解水产氢方面形成了鲜明的研究特色。