伴随着绿色化工和生物质资源化的快速发展，选择性转化木质素制备芳香族化学品备受关注。可见光催化因绿色温和、节能环保等优点，成为木质素解聚的理想技术。但在实际应用中，传统光催化剂普遍存在活性位点分布不均、光生载流子易复合、结构稳定性不足、解聚选择性难以精准调控等问题，严重限制了其规模化应用。

近日，中原工学院黄超教授、张莹莹副教授联合澳大利亚昆士兰大学黄晓丹教授团队，在期刊《Journal of Colloid and Interface Science》发表了最新研究成果“Programmed engineering of cadmium sulfide via fibrous coordination polymers for tuning selective photocatalysis”。研究者采用静电纺丝和原位生长的策略，将锌基配位聚合物（Zn-CP，1）、CdS与聚丙烯腈（PAN）一体化设计，构筑CdS@1/PAN纤维复合光催化材料，实现了高选择性的解聚木质素模型化合物。

尤其是，经优化后的CdS₀.₀₉@1/PAN纤维基复合光催化剂展现出优异的选择性光催化解聚性能，去催化性能高于CdS、Zn-CP及单一纤维材料，最终形成苯乙酮（89%）与苯酚类（94%）单体。同时，所制备的CdS@1/PAN 纤维复合膜具有良好的结构稳定性与优异的循环使用性。这种纤维基复合光催化材料集成了CdS、Zn-CP及纤维骨架，使催化活性位点高度均匀的分散，发挥协同催化作用，促进木质素高附加价值的利用，为精细化学品绿色合成与生物质转化提供了出广阔的应用前景。

图1：CdS@Zn-CP/PAN 复合纤维催化剂的制备流程、Zn 离子配位环境及一维双链结构示意图。

将1与PAN经静电纺丝制备得到1/PAN前驱体纤维，随后，通过原位硫化反应，在纤维表面生长CdS 纳米颗粒，最终得到 CdS@1/PAN 复合纤维材料（图 1）。

图2：纯PAN纤维、1/PAN纤维与CdS@1/PAN复合纤维的SEM形貌对比。

SEM 图像显示，纯PAN、1/PAN及CdS@1/PAN保持纤维状，经原位生长的CdS颗粒均匀、紧密地锚定在纤维表面（图2），为光生载流子分离与底物传输提供高效通道，表明该复合纤维膜在木质素光催化解聚领域具备应用潜力。

图3：复合催化剂的XPS图谱、能带与肖特基曲线

图4：复合催化剂的PL光谱、光电流、阻抗及ESR、核磁。

此外，制备的CdS@1/PAN纤维基光催化剂表现出良好的结构稳定性与催化稳定性，反复使用10次活性无明显衰减。因此，这种轻质、稳定、高效的纤维基复合光催化膜，在木质素的高附加值化、光催化选择性有机合成及环境催化等领域具有重要的应用前景。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979726006624

人物简介：

黄超，教授，中原工学院材料电子与储能学院副院长，中原英才计划（育才系列）—中原青年拔尖人才、河南省优秀青年科技专家、河南省高校科技创新人才、河南省高校科技创新团队负责人等，入选河南省材料学会电子信息材料专委会秘书长、河南省化工教育委员会副会长、河南省青科协会会员等。主要从事晶态材料耦合与器件集成的研究，利用金属有机框架材料精准合成与结构可控设计，构筑自供电器件，并结合集成技术，搭建规模化自驱动光/电体系，解决复杂环境条件下供电及应用的难题。主持和参与完成国家自然科学基金3项、省级科研项目10项；在《Angew. Chem. Int. Ed.》、《ACS Materials Lett.》、《Small》、《Chem. Eng. J.》等期刊发表SCI二区及以上论文60余篇；主持获河南省科技进步三等奖、河南省青年科技奖、中国技术市场协会金桥奖等科技奖励9项。