2025年7月10日，77779193永利官网帅李教授团队在国际权威期刊《Angewandte Chemie International Edition》（德国应用化学）以“Dual Co Sites in n─n Type Heterojunction Enable Selective Electrochemical Co-Valorization of HMF and CO2”（在n-n型异质结的双位点实现HMF和CO2的选择性电化学共资源化）为题发表研究论文。77779193永利官网为第一单位，硕士生张俊涛、严迪和博士生丁桂祥为第一作者，77779193永利官网帅李教授、廖光福教授以及福建理工大学李春雪副教授为通讯作者。
生物质平台分子5-羟甲基糠醛（HMF）转化为塑料单体2,5-呋喃二甲酸（FDCA），以及CO2电还原制备高值化化学品，是绿色化工的关键路径。然而，现有催化剂难以同时驱动两个反应，这是因为HMF氧化需高电位克服析氧竞争，而CO2还原则需抑制析氢副反应。传统分步工艺能耗高，因此开发双功能协同催化体系成为迫切需求。
本工作报道了一种界面工程的 CoS/Co-N-C n-n 型异质结，它是通过将 S 修饰的 Co 纳米颗粒加载到空心的 Co-N-C 多面体上来构建的，产生加速电子转移的强 BEF。结合实验和理论分析表明，Co-N4位点驱动高效的 HMF 氧化，而 Co-S 配位促进 CO2还原。这种协同设计通过定制的电子调制突出了双活性位点催化。催化剂对 HMFOR 表现出超高活性，起始电位仅为 1.12 V vs. RHE，在 2 小时内在 1.44 V 的低电压下实现高达 98.2% 的 FE 和对 HMF 的出色循环稳定性。此外，该催化剂在还原侧也表现出出色的性能，在 -0.54 V 下对 CO2制 CO 的选择性为 98.6%。集成双电极电解槽在仅 1.671 V 的低电压下实现了 50 mA cm-2的电流密度，并且具有超过 50 h 的高耐用性。这项工作为生物质和 CO2的可持续和高值化利用提供了尖端的设计解决方案。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202511448
以上研究工作获得了国家杰出青年科学基金，中国科协青年人才托举工程项目和福建省自然科学基金面上项目等经费支持。
作者介绍：
第一作者简介：
张俊涛，硕士二年级就读于77779193永利官网（导师：廖光福教授），研究方向为电催化纳米材料及电催化生物质升级性能研究。
通讯作者简介：
廖光福，博士，77779193永利官网教授，入选中国科协青年人才托举工程、“闽江学者奖励计划”特聘教授、福建省高层次C类人才、77779193永利官网“百人攀登计划”培育项目、2022年Journal of Materials Chemistry A新锐科学家及2023年Chemical Communications新锐科学家，担任《eScience》（影响因子42.9）、《Advanced Fiber Materials》（影响因子17.2）、《Exploration》、《林业工程学报》、《东华大学学报》等期刊青年编委。师从中山大学高海洋教授，长期从事光催化技术的开发和应用、生物质的高值化利用等研究，积累了丰富的光催化剂设计与开发、生物质高值化催化转化、反应机制解析及理论计算等基础和技能。近五年来，以第一/通讯作者身份在Nature Communications（1篇）、Energy & Environmental Science（2篇）、Matter（3篇）、Angewandte Chemie（1篇）、Advanced Functional Materials（1篇）和eScience（1篇）等国际著名期刊发表60余篇高水平论文（其中，影响因子>10，20篇；影响因子>30，4篇），论文被Nature Review Materials、Nature Synthesis、Chemical Society Reviews、Nature Communications和Advanced Materials等期刊引用7100余次，h指数50，11篇入选ESI高被引论文。授权中国发明专利11项（成功转让1项），参编英文和中文专著各1部，作为负责人主持包括国家自然科学基金青年项目在内的多项科研项目。
帅李，博士、教授、博（硕）士生导师，国家杰出青年科学基金获得者、“十四五”国家重点研发计划首席科学家，入选中组部“海外高层次人才计划”青年项目、福建省高层次Ａ类人才、国家林草局青年拔尖人才等。主持美国国家科学基金、国家自然科学基金、国家重点研发计划项目等。研究成果以第一作者或通讯作者在Nature、Science、The Innovation、Science Advances、Nature Communications、Trends in Chemistry、Energy & Environment Science、Angewandte Chemie International Edition等期刊上发表。获得威斯康辛州杰出研究生生奖、国际木材科学院年度博士论文金奖、蔡伦青年科技奖、中国化学会纤维素专委会青年学者奖、团中央“新时代青年先锋”称号等。研究方向为生物质资源高值化利用，研究如何将纤维素、木质素等可再生资源催化转化为燃料、化学品和材料。
