中山大學(xué)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(lái)源：中國(guó)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(yīng)用，是當(dāng)前化學(xué)與材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)。合理設(shè)計(jì)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(jì)合成的出發(fā)點(diǎn)是有機(jī)配體的設(shè)計(jì)與合成。鑒于常用有機(jī)配體的缺點(diǎn)如羧酸根配位模式復(fù)雜，而吡啶基配體不具備負(fù)電荷，中山大學(xué)化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)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(xué)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(guò)精細(xì)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(rèn)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(wú)法改變；3）脫質(zhì)子和晶體生長(zhǎng)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(yīng)邀發(fā)表于《化學(xué)評(píng)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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（責(zé)任編輯：佳）
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