通过化学方法将二氧化碳（C O 2）转化为高的附加价值产品，是解决能源和环境问题的有效途径之一。特别是，模仿自然光合作用的光化学C O 2转化是有望在碳中和可持续发展过程中发挥及其重要的作用。然而，由于C O 2固有的惰性和多电子转移过程，光催化C O 2转化仍然迫切地需要稳定高效的催化剂。金属-有机框架（MOF）作为原子精确的晶态多孔材料，能够最终靠预设的有机配体和无机单元之间的组装来实现不同的结构设计和定制。高的比表面积、可调的孔隙率以及优异的光电活性等天然优势使其成为一种有前途的C O 2光还原平台。虽然使用MOF材料作为C O 2绿色转化光催化剂的设想是美好的，但其低的水稳定性以及低的电荷分离效率使其在催化过程中面临巨大的挑战。因此，寻求同时增强稳定性、优化孔隙结构和促进电荷分离的创新方法是合成高效MOF光催化剂的关键。

  孔分区策略（pore space partition, PSP），作为后合成修饰和孔结构修饰的重要方法之一，不仅仅可以通过引入支撑配体来增强网络刚性和连接数来提升MOF的稳定性，还可提升C O 2吸附，可谓“一石二鸟”。更重要的是，还能够最终靠预设分区配体改善孔道微环境和提高光电活性，从而促进光生电荷的分离和转移以优化催化性能和产物选择性。因此，孔分区策略导向的MOF材料可当作新的多功能平台，满足多种需求以应对MOF基光催化材料所面临的挑战。然而，在孔分区策略的实施过程中，开放的金属位点不可避免的被分区配体占据，这对于后续的催化过程是不利的，例如典型的 pacs 体系。这使得孔分区策略和开放金属位点之间产生了难以调和的矛盾，从而阻碍了孔分区策略指导的MOF材料在催化反应中的应用。因此，将孔分区策略和开放金属中心集成到一个MOF平台中，以建立新的结构精确、性能可调的新型孔分区导向的MOF光催化材料体系是至关重要的。

  面对上述挑战，中国科学院福建物质结构研究所林启普研究员与张健研究员、加州州立大学长滩分校卜贤辉教授合作，开发了一种集成孔分区策略和开放金属位点的新型MOF平台来实现高效的光催化CO2还原。具体而言，通过1,1,2,2-四(4-羧基苯基)乙烯 (TCPE) 配体构筑了一个(4,6)连接的 stp 拓扑类型的镍基框架材料 NiTCPE- stp，该框架显示了一个具有6个开放金属中心共平面的六边形通道。在此基础上通过引入精心设计的尺寸和对称性匹配的三角形孔分区配体，使得一半的开放金属中心被保留，而另一半用于实施孔分区策略，获得了前所未有的孔道微环境调控。所得材料NiTCPE- pstp 集成了多种先进特性，包括结构的稳定性、更宽的光吸收、增强的电导率以及高的C O 2吸附，彰显了其在光催化反应中的巨大潜力。正如预期，NiTCPE- pstp 表现出优异的C O 2光还原活性，具有高达3353.6 μmol h −1 g −1的CO生成速率和近100％的选择性。理论和实验研究表明，引入分区配体不仅优化了电子结构以促进光生载流子的分离和传输，还降低了*COOH中间体的形成能垒，同时促进了C O 2活化和CO解吸。这项工作被认为是将孔分区策略和开放活性位点集成在MOF光催化剂中的第一个例子，为基于MOF的光催化剂的设计和性能优化提供了新的见解和结构模型。

  综上所述，基于原子级精确设计和对称匹配，构建了一个前所未有的分区 pstp-MOF，在执行孔分区的同时保留了开放金属中心，由此产生了对分区策略的新理解并扩展了其衍生的材料体系。通过整合孔分区和开放金属中心实现了MOF材料的多层次调节，从而全方面提高了光催化C O 2还原的整体性能。这种新的孔分区策略的成功实现不仅改善了孔结构，而且提高了网络刚性，使其作为理想的催化平台表现出增强的结构稳定性和提高的吸附性能。此外，主骨架与配位配体之间的协同效应赋予其特殊的电子结构和光电活性，获得了更宽的吸收范围、增强的电导率以及匹配的还原电位，促进了光生载流子的高效分离和转移，实现了对孔结构、微环境和电子结构的多重调控，从而以优越的CO生成率、超高的CO/ H 2比和近100%的选择性促进光催化C O 2还原。这种新的原子精确的孔分区策略不仅为MOF材料的后合成改性提供了一种有前途的方法，而且为高效MOF光催化剂及其他催化材料的设计和合成提供了新的视角和模型。

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