中山大學新型功能配位聚合物晶體工程研究取得系列成果
2012-02-16 來源：中國聚合物網(wǎng)
多孔配位聚合物（Porous Coordination Polymers, PCPs；也稱Metal-Organic Frameworks, MOFs）在吸附、分離、催化等方面都有廣闊的潛在應用，是當前化學與材料科學的研究熱點。合理設(shè)計和組裝具有特定配位網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和性能的配位聚合物一直是相關(guān)研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)和重大挑戰(zhàn)。
配位聚合物設(shè)計合成的出發(fā)點是有機配體的設(shè)計與合成。鑒于常用有機配體的缺點如羧酸根配位模式復雜，而吡啶基配體不具備負電荷，中山大學化學與化學工程學院陳小明教授和張杰鵬教授等引入多氮唑陰離子（azolate），即脫質(zhì)子的芳香氮雜五元環(huán)如咪唑和三氮唑等作為配體，發(fā)展了一類新型配位聚合物：金屬多氮唑框架（Metal Azolate Frameworks, MAFs），自2003年起發(fā)表了一系列論文。代表性成果包括：發(fā)展了非配位側(cè)基調(diào)控配位框架結(jié)構(gòu)的晶體工程新策略（Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 206; J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13218），具有超高熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性的沸石型多孔材料（Chin. Sci. Bull. 2003, 48, 1531; Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1557），具有特殊柔性和極佳吸附分離性能的三氮唑框架（J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5495; J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14162; J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6010; J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5516），通過精細孔表面剪裁獲得優(yōu)異吸附性能的多孔材料（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6654; Adv. Mater. 2011, 23, 1268; Chem. Sci. 2011, 2, 2214），以及這些材料的宏量合成方法（Chem. Commun. 2011, 47, 9185; Micropor. Mesopor. Mater. 2012, doi: 10.1016/j.micromeso.2011.11.033）。在這些工作之前，這類配體被認為：1）橋聯(lián)距離太短，不利于構(gòu)筑多孔框架；2）橋聯(lián)幾何無法改變；3）脫質(zhì)子和晶體生長困難，因而極少被用于構(gòu)筑配位聚合物。
在2006年提出相關(guān)理論（Zhang JP, Chen XM, Chem. Commun. 2006, 1689, Feature Article）的基礎(chǔ)上，相關(guān)工作的系統(tǒng)總結(jié)與展望最近應邀發(fā)表于《化學評論》（Zhang JP, Zhang YB, Lin JB, Cheng XM, Metal Azolate Frameworks: From Crystal Engineering to Functional Materials. Chem. Rev. 2012, 123, 642）。該期封面圖右上部分為這一論文的示意圖。
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