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中国石油大学孙道峰团队高连接稀土基金属-有机框架材料结构调控最新研究成果

日期: 2019-05-15
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来源:中国石油大学

近日,中国石油大学材料科学与工程学院孙道峰教授与美国Texas A&M University周宏才教授合作,在高连接稀土金属-有机框架材料结构调控研究方面取得新进展,相关论文《高连接稀土基金属-有机框架物中连续位阻调控对拓扑结构的探索》(Topology Exploration in Highly Connected Rare-Earth Metal-Organic Frameworks via Continuous Hindrance Control)于2019年4月在国际权威化学期刊Journal of the American Chemical Society上在线发表,并被评选为封面文章。中国石油大学理学院化学系博士生王雨桐和Texas A&M University博士生冯亮为该论文共同第一作者,孙道峰教授为第一通讯作者,中国石油大学(华东)为第一署名单位。

金属-有机框架(MOF)材料由于大的比表面积、高的孔隙率、可调控的孔结构及可修饰的孔内环境等诸多特点,在气体的吸附与分离、荧光探针、催化、药物传输、电磁材料等领域具有广阔的应用前景,也是当今化学及材料化学领域的研究重点之一。目前MOF结构的复杂性和多样性,长期受到稀缺的高连接金属簇和可用拓扑结构缺乏的限制。

针对这一问题,孙道峰团队从多功能的稀土金属出发,利用官能团的位阻效应,从分子层面精确地设计并控制MOF结构,得到了三种新型的拓扑结构,并详细介绍了MOF材料的设计及控制策略,对多核稀土团簇的转变过程进行了解释,最后通过密度泛函理论(DFT)对提出的位阻控制策略进行了验证,从理论计算方面对观点进行佐证,并利用研究者名字简写对其进行命名(ytw),将其存于国际拓扑结构数据库中(Reticular Chemistry Structure Resource)。该项工作表明,高度复杂的网络可以通过系统和连续的空间调控来合理设计和构建,这将为功能化多孔框架材料的设计和构建提供有力的理论基础。

审稿专家对该研究成果给予高度评价,认为该成果详细深刻地阐释了位阻控制策略在结构调控方面的意义,并具有普遍的适用性,为该领域科研工作者设计合成具有功能化的MOF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。


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