《多孔金屬多氮唑框架》是依託中山大學，由張傑鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多孔金屬多氮唑框架
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張傑鵬
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
作為新型多孔材料，多孔配位聚合物具有高度有序、密度小、孔洞率大、結構易調控、孔道表面易修飾、框架柔性等優勢，是當前化學與材料科學的研究熱點。但是，目前能投入真正套用的多孔配位聚合物還很少，其框架與孔道結構的調控和構效關係還需要深入研究。多氮唑陰離子結合了羧基的負電荷和吡啶基的配位可控性這些常用有機配體的優點，有利於框架和孔道結構的設計與控制（橋聯距離較短的問題可通過形成低密度拓撲或延長配體解決）。本項目選擇金屬多氮唑框架這一類特殊配位聚合物作為研究體系，利用合理設計的多氮唑衍生物配體，常規和非常規的合成方法，構築具有獨特框架與孔道結構的新型多孔材料。除了常規多孔性能表征，本項目將繼續加深對多孔材料吸附機理的研究，開展吸附/脫附狀態下多孔材料結構的原位測定方面的研究，為新型多孔配位聚合物材料的設計、開發提供理論和實驗依據，同時兼顧能源和環境等國民經濟重要需求，探討多孔配位聚合物的實用化。
結題摘要
本項目按計畫執行，設計合成了一些新型多氮唑配體，並成功組裝了系列結構新穎的多孔金屬多氮唑框架材料，在一定程度上達到框架結構、孔道尺寸和表面性質的合理設計與調控；發展了包括原位單晶/粉末X射線衍射與吸收光譜或螢光光譜聯用技術，分析了大量多孔金屬多氮唑框架材料的結構、動態行為和性能的關係；開發了系列對能源和環境相關氣體和蒸氣具有儲存、分離和感測功能的新型配位聚合物多孔材料和器件。本項目取得了以下幾項代表性成果：（1）系統分析了拓撲幾何與多孔框架的穩定性及柔性的關係，合成了系列結構新穎的新型多孔框架；（2）設計了一個具有大共軛芳香體系的多氮唑配體，合成了一例柔性螢光多孔金屬多氮唑框架，可以利用框架柔性識別不同的有機蒸汽和氣體，產生不同的螢光回響，進一步通過摻雜少量金屬釕離子，獲得靈敏度高而且可調的磷光氧氣感測材料，再進一步合成了一例完全不需要貴金屬的具有超高靈敏度的螢光氧氣感測多孔金屬多氮唑材料；（3）體統調控了多孔金屬多氮唑框架的孔表面特性、獲得了優異的二氧化碳和水蒸汽吸附性能，可用於溫室氣體的捕獲和吸附式製冷；（4）發展了原位單晶結構和光譜分析技術，闡明了系列材料的吸附及動態行為；（5）製備了具有變色氧氣感測和高效固相微萃取功能能的微型器件。2011年1月~2013年12月期間，在本項目資助下，發表了研究或綜述論文21篇，包括1篇Chem. Rev.、1篇Nat. Commun.、1篇J. Am. Chem. Soc.、1篇Angew. Chem. Int. Ed.、1篇Adv. Mater.、3篇Chem. Sci.、7篇Chem. Commun.、4篇Inorg. Chem.、1篇Micropor. Mesopor. Mater.和1篇Cryst. Growth Des.，已被他引450多次；應邀在十多次國際國內學術會議上宣講相互相關成果；並獲得中國發明專利授權2件。項目負責人獲得2011年中國化學會青年化學獎，2011年中組部首批青年拔尖人才支持計畫、2012年度國家傑出青年科學基金、以及2012年廣東省科學技術一等獎（排名第二）。
