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福建物构所发表金属有机分子筛材料研究综述

发布时间:2018-05-25 17:29:58

    无机沸石分子筛材料因特有的吸附/分离和催化等功能在工业界和人们的日常生活中均有着广泛应用。通过模拟其独特的TO4四面体框架结构,设计合成的系列金属有机分子筛材料(MOZs)不仅具有更高的比表面积和优良的孔结构调控性,并且在气体存储、二氧化碳捕获和催化等研究领域显示出优越的性能和潜在的应用前景。

  近年来,中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员张健领导无机合成化学团队在国家基金委“无机-有机杂化功能材料”创新群体、国家杰出青年基金和中科院战略性先导科技专项(B类)资助下,在金属有机分子材料的设计合成及性能研究方面取得了系列进展:成功将MoO4(WO4)催化作用位点引入到金属咪唑类分子筛结构骨架(Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 450);以具有优异荧光发射性能的四面体Cu4I4簇为基本构筑单元成功合成具有MTN拓扑的簇基金属有机分子筛(J. Am. Chem. Soc. 2012, 134,17881);引入修饰基团作为活性位点增强主客体相互作用,发展了系列具高效捕获二氧化碳功能的类分子筛材料Chem. Commun. 2011, 47, 58282012, 48, 48422014, 50, 12065; 2016, 52, 5625J. Mater. Chem. 2012, 22, 19732)等。

  最近,基于在该领域取得的系列重要进展,该团队受邀在英国皇家化学会的综述期刊《化学会评论》上发表了题为Design and Synthesis of Multifunctional Metal-Organic Zeolites 的综述论文(Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 2130–2144. DOI: 10.1039/C7CS00782E)该论文系统综述了金属有机分子筛(MOZs)材料的最近研究进展,强调了设计合成MOZs的基本原则和合成策略。在电荷匹配原则指导下,实现了+1/+2+1/+3+2/+3等不同价态的四面体中心的协同组装;从功能应用的角度出发,把氨基以及不饱和配位的氮原子等功能基团引入配体实现新材料合成的同时,赋予材料更优的气体吸附/分离性能;把手性中心引入配体实现单一手性材料的合成,并将该类材料的性能拓展到手性识别和拆分领域;把催化活性基团直接结合在框架上拓宽了材料在催化方面的应用,以及利用发光的四面体簇单元作为节点实现荧光型材料的合成。在此基础上提出了新的研究观点和对未来发展趋势的展望,对发展新型MOZs材料的设计及合成具有重要的参考价值。

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