受叶子形态启发！上海有机所「国家杰青」赵新/东南大学徐顺奇，最新Nature Synthesis！

该研究受自然界叶子形态启发，针对传统有机聚合物在模拟多级结构时存在孔隙率低、结构控制不足等缺陷，提出了一锅法合成策略。研究目的旨在从相同二元单体（PATA和TAPB）构建一维（1D）和三维（3D）共价有机框架（COFs）的层级集成异质结构（1D@3DCOF-2），以实现高效光催化产氢。通过精确控制单体化学计量比，成功原位形成了类似植物茎-叶肉组织的1D链和3D多孔框架，并形成均匀的S型异质结，产生强内建电场（0.06 V），显著降低了电荷转移电阻（约100 Ω）。结论表明，1D@3DCOF-2在可见光下表现出卓越的光催化产氢性能，产氢速率达45.7 mmol g⁻¹ h⁻¹，是3D COF的1.5倍；在海水中性能进一步提升至50.8 mmol g⁻¹ h⁻¹。该工作建立了一锅法构建受自然启发的多级COF异质结构的新策略，在太阳能燃料生产领域具有重要应用前景。