丹东新东方晶体仪器有限公司
联系人:张经理
电 话:0415-6172363 13304155299
传 真:0415-6181014
邮 箱:xdf@ddxdf.com
网 址:www.lutsk2019.com
地 址:辽宁丹东环保产业园区A-050号
邮 编:118000
华南理工大学沈葵副研究员和李映伟团队与美国德克萨斯大学圣安东尼奥分校陈邦林等人合作,在有序大孔单晶材料研究领域取得重要进展。研究成果以“有序大孔-微孔金属有机骨架单晶”为题,于2018年1月12日在《科学》上在线发表。
有的晶体本身就是一个完整的大晶粒,这种晶体称之为单晶体,如水晶和金刚石。晶体中各原子或离子定向有序排列的就是单晶体,反之则是多晶体,在一定条件下多晶体可转变为单晶体,同理单晶体也可转变为多晶体。多晶与单晶体的差异主要表现在物理性质方面。多晶是众多取向晶粒的单晶的集合。多晶与单晶内部均以点阵式的周期性结构为其基础,对同一品种晶体来说,两者本质相同。两者不同处在于单晶是各向异性的,多晶则是各向同性的。在摄取多晶衍射图或进行衍射计数时,多晶样亦有其特色。
金属有机骨架材料因其独特的孔道结构,在气体吸附/分离、催化等领域显示出巨大的应用潜力。目前已报道的绝大部分MOFs材料的孔径或窗口直径都集中在微孔范围内,因此极大地限制了许多其在有大尺寸化合物参与的应用。近年来,虽然科学家们发展了一些制备介孔或大孔MOFs材料的合成策略,但是这些介/大孔多为无序结构,或因其多晶结构而易于坍塌。迄今为止,制备高度有序、大孔、单晶的稳定MOFs材料仍然是一个巨大挑战。
单晶是由结构基元在三维空间内,呈周期排列而成的固态物质。如水晶,金刚石,宝石等。单向有序排列决定了它具有以下特征:均匀性、各向异性、自限性、对称性、小内能和大稳定性。
研究团队提出一种以聚苯乙烯小球三维结构为模板的合成策略,以甲醇-氨水为双溶剂,通过“硬模板剂的制备--在大孔内填充MOF前驱体--MOF的可控晶化—去除模板剂”的制备路线,研制出有序大/微孔MOF单晶材料。该方法具有较好的通用性,通过简单变换PS模板尺寸,可以系统调变有序大孔的直径。同时,将该有序大/微孔ZIF-8单晶应用于苯甲醛和乙二腈的Knoevenagel缩合反应,发现其催化活性是常规微孔ZIF-8的4倍以上,而且随着反应物分子尺寸的增大,其活性提升倍数越高。另外由于其单晶结构,该材料还具有良好的稳定性。该研究成果使得多孔材料的应用成功延伸到有序大孔单晶领域,有望在涉及大尺寸化合物的许多领域,如大分子物质的吸附/分离和催化转化、生物大分子的装载与控释递送等方面获得广泛的应用。