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化茧成蝶华东理工研讨团队制备出高结晶高安稳新资料
更新日期:2022-05-05 20:31:14 来源:环球体育官方网站登录

  由华东理工大学化学与分子工程学院朱为宏教授r教授团队在根据动态化学构筑共价有机结构资料研讨上获得突破性发展。

  4月6日,研讨团队以“Reconstructed covalent organic frameworks”为题在世界威望学术期刊《天然》(Nature)上宣布在线论文,论文以华东理工化学与分子工程学院博士后张维伟为榜首作者,华东理工大学为榜首通讯单位。这是华理初次以榜首通讯单位在《天然》杂志上宣布学术研讨论文。

  共价有机结构(COFs)是新式的晶态多孔资料,具有优异结构可裁剪性和功用可调性,以及低骨架密度、高孔隙率、敞开的孔道结构等长处,在气体贮存、吸附别离、光电转化、多相催化等功用使用中远景宽广。

  该研讨论文针对该范畴长期以来“结晶性”和“安稳性”难以兼得的共价拼装应战,研讨团队提出了根据动态化学“重构共价有机结构(Reconstructed COF, RC-COF)”的全新概念,经过可逆共价键预拼装和组成后结构重构为不可逆共价键制备了高结晶、高安稳的COF资料,获得了优于一切已知COF资料的二氧化碳吸附才能,以及可与同范畴最高水平资料相媲美的光催化产氢功能。

  在实际操作中,研讨人员选用方向性强且可逆性高的尿素键作为“共价绳子”,将分子基元预拼装成高结晶性COF结构后,再在更高的反响温度下,使用水分子作为“剪刀”剪断“共价绳子”,释放出氨气和二氧化碳后被保存下来的芳胺和醛的官能基元在纳米限域的结构中原位聚合和不可逆异构化,完成了高安稳性结构的预设性重构结晶。

  研讨人员还经过准原位X射线粉末衍射监控样品结晶性并观测整个结构重构的进程。操控试验标明温度和水含量是诱导结构重构反响的两个要害要素。

  高结晶性不只带来了更高比表面积和孔隙率,更赋予资料愈加优胜的光生载流子构成和传输才能。研讨人员介绍,该项作业的立异理念受到了我国优异传统文化中“化茧成蝶”概念的启示——经过弱的可逆共价键预拼装成晶态的亚安稳共价结构,再经过动态化学、纳米限域反响构成更安稳的全新结构,类似于蝴蝶从幼虫结茧最终蜕变成蝴蝶的进程,所谓“决然剪断挂念,力求重塑自我,一朝化茧成蝶,定当冷艳四座”。

  张维伟博士为论文榜首作者,朱为宏教授和Andrew Cooper教授为论文通讯作者。

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