科研方向
木质素高值化利用：可持续发展的关键路径
木质素作为自然界储量第二大的可再生生物质资源，是唯一能够提供可再生芳香族化合物的天然高分子材料。然而，当前工业木质素的高值化利用率不足5%，其转化利用面临三个核心挑战：高度复杂的三维网状分子结构、传统提取工艺导致的不可逆结构破坏以及现有解聚技术的低效性与选择性差。在碳中和战略背景下，突破木质素高效转化的技术瓶颈，对于构建可持续生物质经济体系具有重要的科学意义和战略价值。
基于化学改造与仿生设计的木质素定向解聚策略
针对木质素高效解聚这一关键科学问题，本研究提出化学改造与仿生设计协同的创新策略。研究聚焦于共价有机框架（COFs）材料的结构优势——高比表面积、可调孔径和优异的化学稳定性，通过两条技术路径实现木质素的高效转化：（1）构建COFs基酶固定化平台，为木质素修饰酶提供稳定的纳米限域环境；（2）设计COFs基仿生催化剂，模拟天然木质素降解酶的催化机制。该策略有望突破传统催化体系的局限，为木质素的选择性解聚和高值化利用开辟新途径。
研究方向一：基于"锚定效应"的天然木质素降解酶化学改造策略
本研究方向旨在利用COFs材料的结构可设计性，通过共价锚定策略实现天然木质素降解酶的定向固定化与性能强化。研究聚焦于COFs精确调控的纳米限域环境对酶分子构象的稳定作用，不仅抑制导致酶失活的构象变化，更通过空间限制和界面相互作用诱导酶分子采取催化活性更高的构象状态。
- 酶-COFs界面共价偶联技术开发
- 构象动力学调控机制研究
- 催化性能定向优化
- 底物选择性调控策略
研究方向二：基于"极简主义"设计理念的COFs仿生催化剂构建
本研究方向以天然木质素过氧化物酶和漆酶的活性中心结构为设计蓝本，在COFs框架中通过最小化结构单元精准重构催化活性位点。研究核心是在分子水平上解析天然酶的催化机制，提取关键催化要素，并在COFs的有序结构中实现功能重现与性能超越。
- 仿生活性中心的精准构筑
- 催化微环境的理性设计
- 底物识别位点设计
- 多活性位点的协同催化
研究成果
科研之友代表性论文
High-Efficiency Dual-Site Biomimetic Catalyst for Lignin Depolymerization
ACS Catalysis, 2025, 15 (3), 2595-2606
双位点仿生催化剂实现木质素低温解聚（蒋文智）
Boosting Catalytic Performance of Cytochrome c through Tailored Carboxymethylation in Covalent Organic Frameworks
ACS Catalysis, 2024, 14 (10), 7639-7648
定制羧甲基化提升共价有机框架固定化细胞色素c的催化性能（师伦伦）
In Situ Encapsulation of Cytochrome c within Covalent Organic Framesworks Using Deep Eutectic Solvents under Ambient Conditions
ACS Applied Materials & Interfaces, 2023, 15 (46), 53871-53880
环境条件下用深共晶溶剂在共价有机框架内原位包封细胞色素c（李良卫）
Anchoring Effect-Induced Conformation Remodeling in Epoxy-Functionalized Covalent Organic Frameworks for Enhanced Enzymatic Efficiency
Langmuir, 2025, 41, 18, 11765–11775
锚定效应诱导的环氧功能化共价有机框架中的构象重塑以增强酶催化效率（卢颐康）
Harnessing Copper-Metalated Covalent Organic Frameworks: A Biomimetic Approach to High-Efficiency Dye Degradation
ACS Applied Engineering Materials, 2024, 3 (1), 225-232
仿生构建铜金属化共价有机框架用于染料降解（詹佳敏）
专利
一种基于环氧基化改性共价有机框架载体的固定化酶催化剂及其制备方法
中国发明专利，申请号：CN202411320749.4
一种基于羧基化改性共价有机框架载体的固定化酶催化剂及其制备方法
中国发明专利，申请号：CN202310666094.5
一种人工双位点仿生多酶催化剂的制备方法及其木质素降解应用
中国发明专利，申请号：CN202411239367.9
科研项目
基于共价有机框架的人工酶设计与构建
广东省自然科学基金面上项目，主持，2025-2027
酶-化学协同催化体系的设计、构建及其作用机制研究
国家自然科学基金青年项目，主持，已结题
人工载体多酶组装体系构建与调控机制
国家重点研发计划，参与，已结题