于吉红教授，中国科学院院士，北京师范大学校长。1985年至1995年在吉林大学化学系学习，获得学士、硕士和博士学位。1995年留校任教，1996年至1998年先后在香港科技大学化学系和日本东北大学物理系做博士后研究，1999.01至今担任吉林大学化学学院教授，2001年获得国家杰出青年科学基金，2004年受邀为瑞典斯德哥尔摩大学客座教授，2015年当选中国科学院院士，2016年当选发展中国家科学院院士，2019年当选欧洲科学院外籍院士，2021年当选瑞典皇家科学院外籍院士。
曾任英国皇家化学会Chem. Sci.副主编（2012-2020），现任美国化学会J. Am. Chem. Soc.执行主编，《高等学校化学学报》和Chem. Res. Chin. Univ.两刊主编，Chem. Rev., Acc. Chem. Res., JACS-Au, Adv. Mater., Chem, Matter, CCS Chem.等期刊编委/顾问编委。长期从事分子筛多孔功能材料的分子工程学研究，在分子筛材料的定向设计合成及其催化、吸附分离、主客体组装及能量存储等研究方面取得了系列创新性研究成果，并在国际上产生重要学术影响。迄今，以第一/通讯作者与合作者共同发表SCI检索论文Science, Nature, Nat. Rev. Mater., Acc. Chem. Res., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem, Adv. Mater.等300余篇。
在此简单盘点精选了于吉红院士团队2025年度部分研究工作，分享给大家！由于小编水平有限，如果存在遗漏的优秀工作，请多包涵。
JACS：分子筛作为光催化活性骨架成功用于高性能光催化C-H活化反应
沸石因其规整的孔道结构、可调的酸性及良好的热稳定性，在热催化、吸附与离子交换等工业过程中广泛应用，但其本征绝缘特性限制了其在光催化中的直接应用。
针对该问题，2025年9月19日，吉林大学于吉红院士，天津工业大学梅东海教授与吉林大学未来科学国际合作联合实验室王博伦副教授团队提出了一种新型钙钛矿@沸石复合光催化剂Cs₂AgBiBr₆@ZSM-5（CABB@ZSM-5），用于可见光驱动下甲苯高效选择性氧化为苯甲醛。
该催化剂在常温常压下表现出超过98%的选择性与40.9 mmol·g⁻¹·h⁻¹的反应速率，显著优于先前报道的光催化体系。研究发现，ZSM-5沸石不仅作为载体富集甲苯与氧气分子，其路易斯酸位还可预活化甲苯分子；更重要的是，沸石孔道中吸附的水分子在光激发下促进·OH自由基生成，形成不同于传统·O₂⁻主导的新反应路径，具有热力学优势。进一步引入Zn²⁺掺杂使苯甲醛产率提升2倍。该工作将沸石从惰性载体转化为多功能光活性支架，为高级光化学应用提供了新思路。
图1-1 CABB@ZSM-5复合光催化剂用于可见光驱动下甲苯高效选择性氧化为苯甲醛
Zeolites as Photoactive Scaffolds for Efficient Photooxidation, Journal of the American Chemical Society. https://doi.org/10.1021/jacs.5c13535
JACS：通过固态核磁共振技术观察沸石中不可见铝所引发的水诱导协同酸性位点
水在沸石催化反应中扮演着关键角色，可作为溶剂、反应物、产物或促进剂，显著影响催化性能。水与沸石之间的相互作用尤为重要，这源于沸石中存在如布朗斯特酸位（由桥连羟基Si-OH-Al形成）、路易斯酸位和硅羟基等亲水位点。水对这些酸位点的亲和力深刻影响其酸性和反应活性。然而，此前的研究大多集中于沸石中直接可观测的酸位，对于脱水状态下因信号严重展宽而“核磁共振不可见”的铝物种（特别是三配位的骨架铝和阳离子型骨架外铝）及其在水存在下的行为理解不足，这些物种在催化中的作用常被忽视。
2025年5月19日，吉林大学于吉红院士、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院徐君教授团队利用固态核磁共振光谱结合理论计算，探究了水对超稳Y沸石中“NMR不可见”铝物种（三配位骨架铝和阳离子型骨架外铝）的影响。研究发现，水分子在环境条件下容易在这些铝位点上发生解离吸附，将不可见的铝物种转化为“NMR可见”的形态。这一过程在四、五、六配位的骨架铝上形成了新的布朗斯特酸位，使USY沸石的BAS浓度提升了60%以上。同时，骨架外铝阳离子的水解导致了布朗斯特/路易斯酸协同位点的形成，显著增强了USY沸石的催化活性，这在其催化二乙醚转化为乙烯的反应中得到验证。
图2-1 水对超稳Y沸石中“NMR不可见”铝物种的影响
Observation of Water-Induced Synergistic Acidic Site from NMR-Invisible Al in Zeolite via Solid-State NMR Spectroscopy, Journal of the American Chemical Society. https://doi.org/10.1021/jacs.5c01756
JACS：通过低电荷密度有机结构导向剂实现高硅含量的FAU型沸石的直接合成
Y型沸石（FAU拓扑结构）是催化裂化（FCC）和加氢裂化等石油炼制过程的关键催化剂，但其传统合成产物的硅铝比（SAR）较低（通常为3.0–6.0），限制了其水热稳定性、酸强度和疏水性。
2025年5月8日，吉林大学于吉红院士、闫文付教授及华东理工大学朱卡克教授团队通过使用低电荷密度的有机结构导向剂（OSDAs），即四甲基铵（TMA⁺）和四丁基铵（TBA⁺），结合高硅初始凝胶和晶种，成功直接合成了硅铝比高达21.28的FAU型沸石（记为Y₂₁.₂₈）。
该方法最大限度减少了高电荷密度Na⁺的使用，通过综合光谱与衍射表征（如二维HETCOR NMR和同步辐射X射线衍射精修）发现：TMA⁺和TBA⁺在初始凝胶中优先与硅物种相互作用，促进硅进入FAU骨架的长程有序结构；TMA⁺被紧密限制在方钠石笼中，而TBA⁺则以折叠的丁基链构型占据八面沸石笼。所得Y₂₁.₂₈在异丙苯裂解中表现出更高的活性和稳定性，在直馏柴油催化裂化中，其对目标产物（液化石油气和汽油）的选择性与传统USY沸石相当，但结焦量降低了28%，显示出优异的催化性能。
图3-1 直接合成高硅Y分子筛示意图
Direct Synthesis of Highly Siliceous Faujasite-type Zeolite Enabled by Low Charge Density Organic Structure-directing Agents, Journal of the American Chemical Society. https://doi.org/10.1021/jacs.4c18522
Angew.：3D 打印COF/沸石复合材料用于增强型光催化过氧化氢生成
沸石作为一种亲水性强、氧气亲和力高的无机多孔材料，与 COFs 复合有望提升整体亲水性与催化效率，但两者在复合过程中易发生相分离，难以实现均匀集成。三维打印技术可精准调控材料宏观结构、孔隙分布与组分均匀性，为构建具有分级孔道、高效传质的 COF/沸石复合材料提供了新策略。
2025年6月10日，吉林大学于吉红院士、金恩泉教授团队首次采用3D打印技术制备了COF/沸石复合光催化剂，用于高效光催化合成H₂O₂。通过优化前体浓度、预聚条件及打印油墨的流变性能，成功实现了沸石纳米晶与COF前体的均匀混合与打印。所得复合材料具有蜂窝状贯通孔道结构，有利于后续溶剂热处理过程中缩合剂与大分子片段的传输，促进COF的原位生长与结晶。
机理研究表明，沸石的引入显著增强了复合材料的亲水性与氧气吸附能力，促进了氧还原反应路径。相较于纯COFs，COF/沸石复合材料的光催化H₂O₂产率最高提升52%。该工作为通过三维打印实现COFs与沸石的均匀复合提供了简便方法，为开发高效、低成本的光催化剂开辟了新途径。
图4-1 通过三维打印技术制备 COF/沸石复合材料的流程与产物形貌
3D-Printed COF/Zeolite Composites for Augmented Photocatalytic Hydrogen Peroxide Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202508226. https://doi.org/10.1002/anie.202508226
Angew.：缺陷导向多壳层空心沸石单晶合成
在多相催化、能源转化与生物医药等领域，多壳中空材料凭借其超高比表面积、优异的质量传输能力和纳米反应器效应，展现出巨大的应用潜力。然而，要实现这种结构同时具备“单晶结构”和“多壳中空”的特征仍是合成化学的重大挑战。尤其对于晶态沸石材料来说，如何精准操控每一层的结晶过程并保持整体晶体的有序性，是目前技术的瓶颈。
针对该问题，2025年4月14日，吉林大学于吉红院士、关卜源教授团队开发了一种缺陷导向的定向动力学转化方法，成功制备了具有单晶特征、分级宏孔/介孔结构、可控壳层数及高结构稳定性的多壳层空心硅铝酸盐ZSM-5沸石晶体。该方法的核心理念在于：通过连续外延生长，构建出具有沿[100]和[010]方向梯度分布缺陷、以及沿[001]方向不规则离散缺陷富集区的多层非均相沸石前驱体；随后，缺陷较多的区域优先被刻蚀形成空腔或介孔，同时沿[001]方向发生定向再结晶，将各纳米壳层连接成一个保持整体晶体结构的统一架构。
得益于此结构中易于接近的双功能金属/酸位点以及对反应物的富集能力，所制备的多壳层空心负载镍沸石催化剂在硬脂酸加氢脱氧生成液体燃料的反应中表现出显著增强的催化活性。该研究为多种多壳层空心结构单晶多孔材料的理性设计与合成提供了新思路。
图5-1 三壳ZSM-5中空单晶的形成过程及其多角度电镜表征
Structurally Engineering Multi-Shell Hollow Zeolite Single Crystals via Defect-Directed Oriented-Kinetics Transformation and Their Heterostructures for Hydrodeoxygenation Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202424690. https://doi.org/10.1002/anie.202424690
Angew.：乙烯预处理增强乙烯在Cu@SAPO-RHO沸石上的吸附和分离性能
利用低能耗技术实现高效的乙烯/乙烷（C2H4/C2H6）分离对于化学工业至关重要，但由于缺乏工业适用的吸附剂，这一目标仍具挑战性。基于Cu(I)的吸附剂显示出巨大的潜力；然而，传统的合成方法通常涉及复杂的程序或还原步骤。
为解决这一问题，2025年3月22日，吉林大学于吉红院士、闫文付教授团队首次通过一锅法以cyclam 作为铜配体，合成了 Cu@SAPO-RHO 沸石，并进一步采用乙烯预处理策略，显著提升了其乙烯/乙烷分离性能。在常温条件下，该材料表现出优异的乙烯吸附容量（3.08 mmol g⁻¹）、高选择性（22.6）以及动态分离因子（9.4），使其成为目前性能最优的沸石吸附材料之一。
乙烯预处理的作用机制包括将部分 Cu(II) 还原为 Cu(I)，并在预处理过程中形成碳物种，从而增强材料的水耐受性。通过 Rietveld 精修确定 Cu²⁺ 位于椭圆形单八元环的角位，XANES 与 XPS 分析证实了铜价态的部分还原，周期性密度泛函理论计算进一步揭示 Cu(I) 与乙烯之间的相互作用强于 Cu(II)。该研究不仅提供了一种合成简便、性能优越的吸附材料，也为工业级乙烯/乙烷分离提供了一条具有潜力的技术路径。
图6-1 Cu@SAPO-RHO 沸石的合成流程及其结构表征结果
Ethylene Pretreatment Enhances Ethylene Adsorption and Separation over Cu@SAPO-RHO Zeolite, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 127, e202501053. https://doi.org/10.1002/ange.202501053
Chem. Soc. Rev.：铜基小孔沸石NH3-SCR脱硝研究综述
2025年7月29日，吉林大学于吉红院士团队系统综述了用于NH3-SCR脱除NOx的铜基小孔沸石催化剂。文章首先介绍了铜活性位点的形态（如Cu2+、[Cu(OH)]+、CuOx低聚物和簇合物）、其引入方法（离子交换、一锅合成和浸渍法）及其在标准SCR和快速SCR反应机理中的不同作用。随后，探讨了沸石拓扑结构（包括CHA、AEI、AFX、ERI、LTA、KFI以及共生和共结晶结构）对催化性能的影响，并阐述了不同合成策略（传统水热合成、沸石间转化合成、无溶剂合成和晶种辅助法）对催化活性和骨架稳定性的影响。
此外，文章深入讨论了骨架硅铝比的双重作用：较低的硅铝比通过增加布朗斯特酸位点和活性铜负载量来增强低温活性，但会因骨架不稳定性导致水热稳定性下降；较高的硅铝比通过降低脱铝敏感性来提高水热稳定性，但会牺牲部分低温活性。文中全面介绍了协调这种权衡的策略，如铝分布优化、缺陷钝化、二次阳离子掺入（如Sm3+、Ce3+、La3+）、核壳结构设计以及使用金属氧化物复合材料。
该综述还涉及化学中毒（硫、磷、碱金属和碳氢化合物中毒）及其缓解策略，以及N2O的形成与控制。最后，文章强调了NH3-SCR催化剂在满足未来排放标准（如欧7、美国环保局2027标准）和应对碳中和内燃机排气方面的关键机遇与持续挑战，为该领域的未来研究提供了方向。
图7-1 铜基SSZ-13催化剂中两种关键活性铜物种的几何构型和实验证据
Tailoring Cu-based small-pore zeolites towards NH3-SCR for NOx abatement. Chem. Soc. Rev., 2025. https://doi.org/10.1039/D5CS00283D
Chem：功能性液层使空气净化过滤器具备卓越性能
悬浮颗粒物造成的空气污染对公众健康产生不利影响，因此促使人们开发空气净化系统。2025年9月11日，吉林大学于吉红院士、王洋教授团队展示了一种基于核壳液介导膜过滤器的新型液介导净化系统（LMS），该系统能够高效捕获几乎所有有害的空气悬浮颗粒。
该系统克服了传统过滤系统不可避免的不稳定性和结垢/堵塞问题，这些问题是由不稳定的表面吸引力位点（例如静电荷）引起的。在LMS中优化的液层（例如甘油）具有显著的表面张力效应和较高的颗粒脱离能量，能够实现一体化的三步颗粒捕获过程（颗粒吸引、附着和留存），在3个月的使用期内滤过效率超过99%，且无阻力增加。这种液层引导的净化策略与液层作为主要过滤层具有良好的兼容性和可调节性，促进了通用、高效且环保的颗粒捕获技术的发展。
图8-1 由表面张力效应驱动的粒子吸引力
Functional liquid layer enabled superior performance of air purification filter，Chem，2025. https://doi.org/10.1016/j.chempr.2025.102526
