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《中國石油大學(xué)報(bào)》 - 第1672期

JACS封面刊發(fā)孫道峰團(tuán)隊(duì)高連接稀土基金屬-有機(jī)框架材料結(jié)構(gòu)調(diào)控最新研究成果

本報(bào)訊 (通訊員 王雨桐 張琰 劉玉麗 殷述廣 記者 單寶來) 近日, 我校材料科學(xué)與工程學(xué)院孫道峰教授與美國TexasA&M University 周宏才教授合作, 在高連接稀土金屬-有機(jī)框架材料結(jié)構(gòu)調(diào)控研究方面取得新進(jìn)展,相關(guān)論文 《高連接稀土基金屬-有機(jī)框架物中連續(xù)位阻調(diào)控對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的探索》于 2019 年 4 月在國際權(quán)威化學(xué)期刊 Journal of the AmericanChemical Society上在線發(fā)表, 并被評選為封面文章。我校理學(xué)院化學(xué)系博士生王雨桐和 Texas A&M University 博士生馮亮為該論文共同第一作者,孫道峰教授為第一通訊作者,中國石油大學(xué) (華東) 為第一署名單位。

金屬-有機(jī)框架 (MOF) 材料由于大的比表面積、 高的孔隙率、 可調(diào)控的孔結(jié)構(gòu)及可修飾的孔內(nèi)環(huán)境等諸多特點(diǎn), 在氣體的吸附與分離、 熒光探針、 催化、 藥物傳輸、 電磁材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景, 也是當(dāng)今化學(xué)及材料化學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。目前MOF結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性, 長期受到稀缺的高連接金屬簇和可用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)缺乏的限制。

針對這一問題, 孫道峰團(tuán)隊(duì)從多功能的稀土金屬出發(fā), 利用官能團(tuán)的位阻效應(yīng),從分子層面精確地設(shè)計(jì)并控制MOF結(jié)構(gòu),得到了三種新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 并詳細(xì)介紹了MOF材料的設(shè)計(jì)及控制策略, 對多核稀土團(tuán)簇的轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了解釋, 最后通過密度泛函理論(DFT)對提出的位阻控制策略進(jìn)行了驗(yàn)證, 從理論計(jì)算方面對觀點(diǎn)進(jìn)行佐證, 并利用研究者名字簡寫對其進(jìn)行命名 (ytw) , 將其存于國際拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫中(Reticular Chemistry Structure Resource)。該項(xiàng)工作表明, 高度復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)可以通過系統(tǒng)和連續(xù)的空間調(diào)控來合理設(shè)計(jì)和構(gòu)建, 這將為功能化多孔框架材料的設(shè)計(jì)和構(gòu)建提供有力的理論基礎(chǔ)。

審稿專家對該研究成果給予高度評價(jià), 認(rèn)為該成果詳細(xì)深刻地闡釋了位阻控制策略在結(jié)構(gòu)調(diào)控方面的意義, 并具有普遍的適用性, 為該領(lǐng)域科研工作者設(shè)計(jì)合成具有功能化的MOF材料提供了理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo), 在這類材料的設(shè)計(jì)研發(fā)方面將會(huì)引起廣泛關(guān)注。

J.Am.Chem.Soc.期刊是美國化學(xué)學(xué)會(huì)旗下的重要期刊, 最新影響因子為14.357,在化學(xué)及材料領(lǐng)域具有很強(qiáng)的影響力。

孫道峰團(tuán)隊(duì)近年來開展了對簇基MOF的構(gòu)筑及性能研究。相關(guān)研究成果先后發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57,5095、 J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 10814、 J.Mater. Chem. A2018, 6, 24486、 Chem. Eur.J.2018, 24, 2137、 Inorg. Chem. Front.2018, 5,2445上。