北理工王博教授團(tuán)隊(duì)在納米骨架多孔薄膜和重金屬捕捉領(lǐng)域取得進(jìn)展
發(fā)布日期：2015-03-06
編輯：化學(xué)學(xué)院 張鋒 閱讀次數(shù)：
納米骨架多孔材料（MOF）作為一類(lèi)新型的復(fù)合型配位聚合物具有極高的比表面積，高度均一的納米孔道，豐富的孔內(nèi)環(huán)境和原子尺度精細(xì)可調(diào)的孔尺寸和官能團(tuán)。這類(lèi)材料的粉體已經(jīng)被應(yīng)用于氫氣和天然氣的儲(chǔ)存，被用于ANG天然氣汽車(chē)和氫燃料電池汽車(chē)等領(lǐng)域，產(chǎn)生了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。然而，MOF材料作為結(jié)晶性的配位聚合物，從材料物理屬性上更接近于無(wú)機(jī)材料。而其粉末通常不溶于任何溶劑，同時(shí)也不具備高分子材料常見(jiàn)的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度。這就給加工各類(lèi)MOF器件帶來(lái)了很多困難與挑戰(zhàn)。
在前期工作的基礎(chǔ)之上（Nature, 2008, 453, 207；Science, 2010, 327, 846；J. Am. Chem. Soc., 2014, 136 (44), 15485.），王博教授首次提出為MOF晶體顆粒進(jìn)行合成后聚合，通過(guò)引入合適的單體與光引發(fā)劑 (圖 1)，成功的使用簡(jiǎn)便的光引發(fā)聚合，完成了對(duì)MOF的塑性，并制備出了具有高選擇性的無(wú)基底薄膜(standalone membrane)。該薄膜能夠選擇性的濾除水中的重金屬離子，對(duì)于環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排都具有重要意義。
這一合成后聚合的概念，即Post-Synthetic Polymerization (PSP) 在國(guó)際上尚屬首次。王博教授成功的證明了這一方法通用于多種無(wú)機(jī)晶體材料的復(fù)合和器件成型。相關(guān)成果被Angew. Chem. Int. Ed. （德國(guó)應(yīng)用化學(xué)，化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)國(guó)際學(xué)術(shù)期刊，IF=11.3； http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201500207/abstract）評(píng)為所有發(fā)表論文中的熱點(diǎn)文章 (hot paper) 發(fā)表，僅有不到10%的文章能獲得此項(xiàng)稱(chēng)號(hào)。同時(shí)該工作也被德國(guó)應(yīng)用化學(xué)選為封面文章（front cover）, 給予專(zhuān)門(mén)報(bào)道http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201501643/abstract。
這項(xiàng)成果也得到國(guó)際膜領(lǐng)域頂級(jí)專(zhuān)家佐治亞理工的Sankar Nair教授的高度評(píng)價(jià)，他指出 “這是一項(xiàng)極其重要的工作， 這種通過(guò)聚合制備MOF薄膜的策略是制備新型功能薄膜的有效手段。這一成果讓人興奮，這種MOF薄膜也極具前景”。
王博教授團(tuán)隊(duì)的馮霄老師和博士生張媛媛完成了相關(guān)合成和測(cè)試的工作，化學(xué)學(xué)院胡長(zhǎng)文教授和材料學(xué)院董宇平教授對(duì)該研究工作提出了寶貴的建議。
以上研究工作受到北京理工大學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目培育計(jì)劃，國(guó)家973計(jì)劃，國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
王博教授課題組網(wǎng)頁(yè)：http://bowang.bit.edu.cn
在前期工作的基礎(chǔ)之上（Nature, 2008, 453, 207；Science, 2010, 327, 846；J. Am. Chem. Soc., 2014, 136 (44), 15485.），王博教授首次提出為MOF晶體顆粒進(jìn)行合成后聚合，通過(guò)引入合適的單體與光引發(fā)劑 (圖 1)，成功的使用簡(jiǎn)便的光引發(fā)聚合，完成了對(duì)MOF的塑性，并制備出了具有高選擇性的無(wú)基底薄膜(standalone membrane)。該薄膜能夠選擇性的濾除水中的重金屬離子，對(duì)于環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排都具有重要意義。
這項(xiàng)成果也得到國(guó)際膜領(lǐng)域頂級(jí)專(zhuān)家佐治亞理工的Sankar Nair教授的高度評(píng)價(jià)，他指出 “這是一項(xiàng)極其重要的工作， 這種通過(guò)聚合制備MOF薄膜的策略是制備新型功能薄膜的有效手段。這一成果讓人興奮，這種MOF薄膜也極具前景”。
王博教授團(tuán)隊(duì)的馮霄老師和博士生張媛媛完成了相關(guān)合成和測(cè)試的工作，化學(xué)學(xué)院胡長(zhǎng)文教授和材料學(xué)院董宇平教授對(duì)該研究工作提出了寶貴的建議。
以上研究工作受到北京理工大學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目培育計(jì)劃，國(guó)家973計(jì)劃，國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
王博教授課題組網(wǎng)頁(yè)：http://bowang.bit.edu.cn
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