功能复合固体是由两种或两种以上的固体通过物理或化学手段构成新的功能固体，在化学、材料、物理、电子等领域具有重要的意义。与单相固体相比，复合固体中的两相相互作用形成杂化的电子态，产生性能优化效应及赋予材料新的功能，这是复合固体的核心所在。复合固体的结构调控作用受到两相相互作用的强烈影响，对某一组分材料的结构调控引起的应力和电子态改变会对其他组分材料产生关联影响，使复合固体整体的结构和电子态发生协同改变，形成新的独特复合结构，导致复合固体整体性能发生巨大改变或出现新功能。然而目前对于复合固体的性能增强原理缺少深入的理论认识，制约了新型无机固体功能材料的高效设计与精准合成。

冯守华（院士）课题组正在推进化学调控复合固体的研究工作，发展了外源生长（外延生长、键合负载等）和内源重构（原位脱溶、部分相变等）等合成方法，并将其应用于锂空气电池、光催化二氧化碳还原、电解水产氧等能源转化领域，取得了如下成果：

通过构建Co3O4/La0.3Sr0.7CoO3复合材料，活化了两相界面处的晶格氧，使得Co与O的杂化轨道得到优化，展现出对CO氧化的良好活性（Angew. Chem. Int. Ed.2019,131, 11846）；调控La0.45Sr0.45MnO3中Mn的价态，使其占据钙钛矿A位点，得到了高活性物种O‑（Adv. Funct. Mater.2021, 2006439）。根据姜泰勒效应，成功将体相钙钛矿La1-xAExMnO3(AE=Ca, Sr, Ba)剥离为二维纳米片（Angew. Chem. Int. Ed.2020,59, 22659）；利用钙钛矿的脱溶，高温还原性氛围诱导钙钛矿La0.8Fe0.9Co0.1O3-δ同时脱溶出钴铁合金与钴单质，二者的协同作用使得锂空气电池表现出优异的比容量和循环稳定性（Angew. Chem. Int. Ed.2021,60, 23380），脱溶同时还可以用于电催化OER与ORR（ACS Sustainable Chem. Eng.2020,8, 302，ACS Sustainable Chem. Eng.2018,6, 11999）。运用静电纺丝法将Ag与La0.9FeO3−δ复合，得到了高效的锂空气电池正极催化剂（ACS Catal.2019,9, 11743）。

针对电解水产氧，将尖晶石Co3O4与黑磷复合，其中的电荷转移大大促进了产氧性能（ACS Appl. Mater. Interfaces2019,11, 17459），而将Co纳米颗粒与黑磷结合，获得了更高的产率（Adv. Sci.2018,5, 1800575）。此外利用超声波辅助还原尖晶石NiFe2O4，得到表面具有无定形NiFe氢氧化物的复合结构，促进高效水氧化（ACS Sustainable Chem. Eng.2020,8, 17194）。在光催化产氢方面，构建了TiO2/Ti3C2/CNS三元Z型结构的复合材料，三相传导网络建立了高通量电子传输通道，能够发生快速电荷分离，从而实现高效光催化制氢(Adv. Energy Mater.2021, 2102765)。

利用Zeeman效应，课题组创新性地引入磁场合成TiO2，由于磁场改变了轨道角动量，从而在表面形成低配位的钛原子，促进了二氧化碳催化过程中吸附的*CO中间体发生偶联，高产率、高选择性获得了乙醇(Chem2020,6, 2335)；将W18O49与Cu2O的{111}晶面复合，促进了*CO中间体的吸附，可高效产出甲烷。（ACS Appl. Mater. Interfaces2020,12, 35113）。

课题组的上述科研工作得到了国家自然科学基金委重点项目“功能复合固体合成化学基础研究”（21831003）、国家自然科学基金委重大研究计划重点项目“基于可视化质谱平台的直肠癌早期诊断研究”（91959201）与国家自然科学基金委重大项目“复合固体结构的化学调控与高效能源材料”（22090044）的支持。

图a：钴铁合金与钴共同从钙钛矿母体La0.8Fe0.9Co0.1O3-δ溶出(Angew. Chem. Int. Ed.2021,60, 23380– 23387)；图b：利用姜泰勒效应将块体钙钛矿La1-xAExMnO3(AE=Ca, Sr, Ba)剥离为层状二氧化锰(Angew. Chem. Int. Ed.2020,59, 22659 – 2266)；图c：磁场辅助合成低配位二氧化钛用于CO2光还原为乙醇(Chem,2020,6, 2335-2346)。