《德国应用化学》刊发孙道峰团队功能性稀土MTV-MOFs研究成果

  【本站讯】近日,理学院孙道峰教授与美国Texas A&M University周宏才教授合作,在稀土卟啉金属有机框架材料(MOFs)研究中取得重要进展,研究成果《具有多金属位点的稀土卟啉金属-有机框架物的孔环境工程化》(“Pore-Environment Engineering with Multiple Metal Sites in Rare-Earth Porphyrinic Metal–Organic Frameworks”)在国际权威化学期刊《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed.)在线发表。我校理学院张亮亮讲师和Texas A&M University博士生袁帅、冯亮为论文共同第一作者,孙道峰教授与周宏才教授为论文通讯作者,中国石油大学(华东)为第一署名单位。

  金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks),简称MOFs,是由有机配体和金属离子或簇通过配位键形成的具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。近年来,MOFs在气体的吸附与分离、协同催化、生物仿生等方面的潜在应用性引起人们的广泛关注。其中,设计、合成具有协同功能的多组分金属-有机框架(MTV-MOFs)尤为重要。功能性组分的引入使得MTV-MOFs具有更优异的性能。同时,MTV-MOFs的可后修饰性使该类材料具有更广泛及可控的应用性。目前MTV-MOFs的合成策略仍然不完善,主要集中在O. M. Yaghi教授提出的有序结构中的异质性(heterogeneity within order)策略以及周宏才教授开发的分步插配体(sequential linker installation)策略,缺乏基于配位过程的更深层次理解。另外,如何在MOFs孔道中实现多金属位点的修饰依然具有很大的挑战性。

  针对以上问题,孙道峰团队在国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项资金项目的资助下,根据热力学的影响因素探索了MTV-MOFs的协同自组装,从形成金属有机框架的主配体、辅助配体和金属簇以及他们的化学性质和形成影响因素等角度对该体系进行了系统的理论研究和应用探究,从分子层次揭示了多组分混合体系的协同自组装机理,获得了大量几何形貌规整的MTV-MOFs,提出构建和调控多组分金属-有机框架的新思路,并对得到的具有特殊性能的金属-有机框架进行二氧化碳环加成催化性质测试,该成果提供了可供多位点修饰的新平台,对设计合成新一代功能MOF材料具有重要的指导意义和参考价值。

  审稿专家对该研究成果给予高度评价,认为详细深刻地阐释了热力学控制的多组分金属-有机框架物形成的机制,并具有普遍适用性,为该领域科研工作者设计合成具有功能化的MOFs材料提供了理论依据和技术指导,在这类材料的设计研发方面将会引起广泛关注。

  《德国应用化学》是国际化学领域顶级期刊之一,拥有广泛的国际影响力,最新影响因子为11.994。

  孙道峰教授团队长期从事功能有序孔结构的制备与性能研究,在金属-有机超分子的自组装与应用、金属有机多孔膜、多孔碳材料、锂离子电池等方面的研究取得了丰硕成果,研究成果相继刊发在Angew. Chem. Int. Ed和 Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials & Interfaces, Chemical Communications, Chemistry A European Journal等期刊上,为相关金属-有机框架物材料的研究提供了理论指导及技术支持。

  全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201802661


 


【作者:单宝来 张亮亮 张锋    来自:科技处 理学院    责任编辑:姜洪明     审核:蒋大森】
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