2025年12月15日
近日，西交利物浦大学理学院化学与材料科学系2025届本科毕业生郭添雨同学以第一作者身份，在国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》（影响因子：13.2）发表重要研究成果。论文题为《From Chemisorption to Physisorption: A Synergistic Computational Screening Approach to Exploit N-Rich Covalent Organic Frameworks for Methyl Iodide Capture》（《富氮COFs捕获碘甲烷：计算筛选揭示协同吸附机制》），丁理峰副教授为通讯作者。
破解吸附难题：构建“化学吸附+物理吸附”双模筛选新范式
共价有机框架（COFs）因其高结晶性、结构可调性和优异稳定性，已成为多孔吸附材料研发的重要平台，广泛应用于化学品分离与空气净化等领域。然而，传统计算化学方法通常难以同时精准评估材料对目标分子的化学吸附（chemisorption）与物理吸附（physisorption）能力，而这恰恰是高效捕获如碘甲烷（CH₃I）等有害气体的关键。
针对这一挑战，郭添雨同学及其研究团队创新性地融合密度泛函理论（DFT）与巨正则蒙特卡洛（GCMC）模拟，构建了一套“四阶段协同计算筛选框架”，首次系统解析了富氮COFs中CH₃I的双重吸附机制。研究发现，COFs骨架中多种氮位点（sp、sp²、sp³杂化）不仅能通过N-甲基化反应增强化学吸附，还可与孔道限域效应协同提升物理吸附性能，从而显著提高整体捕获效率。
基于该框架，团队成功筛选出两种高性能富氮COF材料，为高效捕获如碘甲烷提供了坚实的理论支撑和明确的优化方向。
从西浦到港科大：科研新星的成长之路
郭添雨在本科期间便加入丁理峰副教授课题组，积极参与SURF（夏季本科生研究基金）与FYP（毕业设计）项目。在西交利物浦大学浓厚的科研氛围与导师的悉心指导下，她不仅培养了扎实的计算化学基础，更展现出卓越的独立科研能力与创新思维。
目前，郭添雨已赴香港科技大学攻读化学博士学位，继续深耕计算材料科学的相关研究。她表示：“科研是一场不断探索未知的旅程。我希望未来能在计算驱动的材料设计领域取得更多突破，为解决环境与能源领域的实际问题贡献力量。”
此次成果不仅是西浦本科生科研能力的有力体现，也彰显了学校在交叉学科人才培养和前沿科学研究方面的突出成效。
内容：丁理峰博士
审核：John Moraros教授
2025年12月15日