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我室仲崇立教授团队在多级孔MOFs制备方面取得重要进展

责编: | 发布日期:2015-12-02| 阅读次数:

我室仲崇立教授团队在多级孔MOFs制备方面取得重要进展


    金属—有机骨架材料(metal-organic frameworks, MOFs)具有很高的比表面积与孔隙率,及优良的结构可调控性,为新一代纳米多孔材料,在储气、分离、催化等方面具有良好的应用前景。目前合成的MOFs主要为微孔材料,限制了其在大分子分离和催化等方面的应用。因此,开发稳定的介孔和大孔MOFs具有重要的意义,也是目前的一个研究热点。

    通常有两种方法扩大MOFs的孔尺寸:采用大的配体和产生晶体缺陷。前者配体昂贵,难以实际应用且所制备的MOFs稳定性差,后者难以精确控制。另一种有希望的方法为模板剂法,但由于MOFs的自身稳定性和制备条件的特点,使得传统的“软”、“硬”模板剂法在多级孔MOFs的制备中均有很大的限制。因此,开发一种简单易行、可控的水稳定多级孔MOFs的制备方法不仅具有重要的科学与实际意义,也有很大的挑战性。

    该研究提出了一种成本低廉、简单通用的原位自组装模板剂法制备稳定多级孔MOFs的新方法,其原理为:利用酸不稳定的金属—有机聚集体(metal-organic assemblies)作为模板剂,通过原位自组装,制备包含微孔和介孔结构且对水稳定的多级孔MOFs。该研究成功地制备出了19种稳定的多级孔MOFs,并可通过模板剂的剂量调控多级孔MOFs的介孔尺寸,为该类材料在大分子分离、催化、药物控释等领域的应用,提供了坚实的基础。

    该成果由我室仲崇立教授团队与北京工业大学李建荣教授团队合作完成,以我室博士生黄宏亮(现为师资博士后)为第一作者,发表在《自然·通讯》上(H. Huang, J. Li, K. Wang, T. Han, M. Tong, L. Li, Y. Xie, Q. Yang, D. Liu and C. Zhong, An in situ self-assembly template strategy for the preparation of hierarchical-pore metal-organic frameworks, Nature Commun., 2015, 6: 8847)。

      该研究得到了科技部973项目(2013CB733503)、国家自然科学基金重点(21136001)和优秀青年基金(21322601)的资助。

多级孔MOFs的新原位制备方法