近日，我校先进纺纱织造及清洁生产国家地方联合工程实验室易长海教授、彭兰博士团队在国际顶级期刊Nature Communications上在线发表了题为“Supercritical CO2-assisted rapid synthesis of covalent organic framework-based electrocatalyst for efficient two-electron oxygen reduction reaction”的研究论文（论文链接：https://www.doi.org/10.1038/s41467-025-64901-1）。该研究发展了一种超临界二氧化碳辅助策略，实现了共价有机框架材料（COF）在碳纳米管基底上的直接原位生长，获得了具有高效两电子氧还原反应电催化性能的无金属COF基电催化剂。武汉纺织大学硕士研究生宋俊琪为论文第一作者，武汉纺织大学彭兰、武汉大学易红及西安交通大学郗凯为共同通讯作者。武汉纺织大学为第一署名单位。
在电催化合成过氧化氢的研究中，开发一种高效、无金属电催化剂一直是研究者们的目标。共价有机框架材料具有无金属、高比表面积和能够通过模块设计调控活性位点的优势。本研究通过选择高共轭和富电子的三嗪单元增强电子转移，结合超临界二氧化碳辅助策略在碳纳米管表面原位生长COF可以优化COF本身的导电性。
超临界溶剂热法具有分钟级合成、高结晶性、环境友好、大规模合成的优势。利用具有良好扩散和渗透能力的超临界流体替换传统有机介质，提高了界面反应的传质速率，能够在5分钟合成出与传统溶剂热法3天合成产物相当的COF材料。比较XRD衍射峰（100）晶面的半峰宽，更窄的半峰宽表明超临界二氧化碳溶剂热法产物的结晶度更高。此外，5分钟规模化合成的SC-COF和SC-COF@CNT均能成功，表明超临界溶剂热在大规模生产中具有快速合成晶态材料的优势。
过氧化氢（H2O2）是一种应用广泛的化学物质，两电子氧还原反应作为一种更具可持续性的生成H2O2的方法应运而生。然而，现有的电催化剂都存在固有的局限性，贵金属催化剂活性高，但稀缺且成本高昂。将COF基电催化剂用作ORR电催化剂，炔基功能化的SC-COFTSA表现出高两电子选择性，SC-COFTSA@CNT复合材料在高电流密度下能够保持超过95%的法拉第效率和和优异的H2O2产率（94 mol gcat-1 h-1 at 800 mA cm-2），获得无金属、高效COF基电催化剂。
彭兰博士，讲师，硕士生导师。 2013年于江南大学获得学士学位；2014-2021年于复旦大学获得硕士和博士学位（导师：魏大程教授）。于2023年5月加入先进纺纱织造及清洁生产国家地方联合工程实验室易长海教授团队。从事功能晶态材料、纺织纤维材料的绿色合成；电化学纺织品清洁染色与智能生产，迄今，以第一作者或通讯作者发表学术论文十余篇，包括Nat. Commun. (2篇)、Acc. Mater. Chem (1篇)、ACS Nano（1篇）。申请中国发明专利项7项，已授权4项。主持国家自然科学基金青年基金、自然科学基金探索计划（晨光计划）项目，湖北省重点科技攻关项目课题负责人。
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